Basistermen, definities en concepten van computers.
Computer (computer)- een apparaat dat een duidelijk gedefinieerde reeks bewerkingen kan uitvoeren, voorgeschreven door het programma.
Persoonlijke computer (pc) meestal gericht op interactieve interactie met één gebruiker, en de interactie vindt plaats via een verscheidenheid aan communicatiemedia - van alfanumerieke en grafische dialoog met behulp van een beeldscherm, toetsenbord en muis tot virtual reality-apparaten.
Wanneer de afkorting PC (Personal Computer) wordt gebruikt, betekent dit een pc die compatibel is met de meest populaire familie van IBM-pc's en hun klonen. Een pc kan ook collectief worden gebruikt: dankzij de mogelijkheden van veel computers uit deze familie kunnen ze worden gebruikt als servers in lokale netwerken. Collocatie PC-server suggereert toegenomen stroom(rekensnelheid, hoeveelheid RAM en extern geheugen) en een speciaal ontwerp (ruime behuizing) van de computer.
Bestanden server vormt de kern van het lokale netwerk. Deze computer (meestal een krachtige minicomputer) voert het besturingssysteem uit en regelt de gegevensstroom over het netwerk. Individuele werkstations en eventuele gedeelde randapparatuur, zoals printers, zijn allemaal verbonden met de bestandsserver.
Werkstation– is een gewone pc met een eigen besturingssysteem. In tegenstelling tot een standalone pc bevat het werkstation echter een netwerkinterfacekaart en is het fysiek via kabels verbonden met de bestandsserver. Bovendien slaaf het station voert een speciaal programma uit (netwerkshell), waardoor het informatie kan uitwisselen met de bestandsserver, andere werkstations en andere netwerkapparaten. Dankzij de shell kan het werkstation bestanden en programma's die op de bestandsserver zijn opgeslagen, net zo gemakkelijk gebruiken als die op de eigen schijven.
Supercomputer– Computers die de hoogste prestaties leveren en vooral bedoeld zijn voor het oplossen van complexe wetenschappelijke en technische problemen.
Computer voor algemeen gebruik– Computers die zijn ontworpen om een breed scala aan problemen op te lossen met ongeveer dezelfde technische en economische efficiëntie.
Minicomputer– Computers die zijn ontwikkeld op basis van de eis om de kosten te minimaliseren en die zijn ontworpen om vrij eenvoudige problemen op te lossen.
Microcomputer– Computers, waarvan het centrale deel is gebouwd op een of meer microprocessors en is ontwikkeld op basis van de eis om het fysieke volume te minimaliseren.
Gespecialiseerde computer– Een computer met functionaliteit en ontwerpkenmerken die het mogelijk maken dat deze kan worden gebruikt om onder bepaalde omgevingsomstandigheden een beperkte groep problemen effectief op te lossen.
Besturingssysteem– set van systemen programma's die zijn ontworpen om een bepaald niveau van efficiëntie van het informatieverwerkingssysteem te garanderen door middel van geautomatiseerde controle van de werking ervan en een bepaalde reeks diensten die aan de gebruiker worden geleverd.
CPU– een functioneel onderdeel van een computer of informatieverwerkingssysteem dat is ontworpen om programma's te interpreteren.
Centrale verwerkingseenheid (CPU)– de processor die deze berekening uitvoert. machine of informatieverwerkingssysteem, de belangrijkste functies van het verwerken van informatie en het besturen van de werking van andere delen van de computer. machines of systemen.
Architectuur- dit zijn de meest algemene principes voor het construeren van een computer, waarbij softwarecontrole wordt geïmplementeerd voor de werking en interactie van de belangrijkste functionele eenheden.
Belangrijkste kenmerken van de computer.
1) kosten/prestatieverhouding 2) betrouwbaarheid 3) fouttolerantie 3) snelheid 5) geheugengrootte 6) berekeningsnauwkeurigheid 7) commandosysteem 8) schaalbaarheid; 9) softwarecompatibiliteit 10) softwareportabiliteit.
Computer prestatie bepaald door het aantal bewerkingen dat door processors per tijdseenheid wordt uitgevoerd, evenals de hoeveelheid geheugen die beschikbaar is in de machine en wordt gebruikt voor het opslaan en verwerken van informatie.
Computerkosten hangt af van een groot aantal factoren: snelheid, geheugencapaciteit, commandosysteem, enz. De belangrijkste invloed op de kosten wordt uitgeoefend door de specifieke configuratie van de computer en, belangrijker nog, de externe apparaten die zijn opgenomen in de uiteindelijke samenstelling van de machine. Software heeft ook een aanzienlijke invloed op de kosten van een computer.
Computerbetrouwbaarheid– het vermogen van een computer om zijn eigenschappen onder bepaalde bedrijfsomstandigheden gedurende een bepaalde periode te behouden.
fouttolerantie– een eigenschap van een computersysteem dat het, als logische machine, de mogelijkheid biedt om door het programma gespecificeerde acties voort te zetten nadat zich een storing heeft voorgedaan. Het introduceren van fouttolerantie vereist redundante hardware en software. Gebieden die verband houden met storingspreventie en fouttolerantie zijn de belangrijkste in het betrouwbaarheidsprobleem.
Computer prestatie van beide kanten gezien. Enerzijds wordt het gekenmerkt door het aantal elementaire bewerkingen (elke eenvoudige bewerking zoals optellen, overbrengen, verschuiven, enz.) die per seconde door de processor wordt uitgevoerd. Aan de andere kant hangt de snelheid van een computer in grote mate af van hoe het geheugen is georganiseerd. De tijd die nodig is om de benodigde informatie in het geheugen te zoeken, heeft een aanzienlijke invloed op de snelheid van de computer.
Capaciteit, of Geheugen wordt bepaald door de maximale hoeveelheid informatie die in het geheugen van de computer kan worden geplaatst. Computergeheugen is verdeeld in intern en extern. Intern of willekeurig toegankelijk geheugen varieert in grootte voor verschillende soorten machines en wordt bepaald door het adresseringssysteem van de computer. De capaciteit van het externe geheugen is dankzij de blokstructuur en het ontwerp van verwisselbare schijven vrijwel onbeperkt.
Nauwkeurigheid van de berekening hangt af van het aantal cijfers dat wordt gebruikt om één getal weer te geven. Moderne computers zijn uitgerust met 32- of 64-bits microprocessors, wat voldoende is om een zeer hoge nauwkeurigheid van berekeningen in een grote verscheidenheid aan toepassingen te garanderen. Als dit echter niet genoeg is, kunt u een dubbel of drievoudig lozingsrooster gebruiken.
Commandosysteem- dit is een lijst met opdrachten die een computerprocessor kan uitvoeren. Het commandosysteem bepaalt precies welke bewerkingen de processor kan uitvoeren, hoeveel operanden er in het commando moeten worden opgegeven en welk type (formaat) het commando moet hebben om het te herkennen.
Schaalbaarheid– de mogelijkheid om het aantal en de kracht van processors, de hoeveelheid RAM en extern geheugen en andere computersysteembronnen te vergroten. Schaalbaarheid moet worden verzekerd door de architectuur en het ontwerp van de computer, evenals door geschikte softwaretools.
Softwarecompatibiliteitsconcept– de mogelijkheid om dezelfde programma's op verschillende computers uit te voeren met dezelfde resultaten.
Softwaremobiliteit– de mogelijkheid om dezelfde softwaresystemen op verschillende hardwareplatforms te gebruiken.
Open systeemomgevingsmodel - IEEE POSIX-commissie.
Computer en microprocessor
Elektronische computer (computer) – dit is een apparaat dat gegevensinvoerbewerkingen uitvoert, deze verwerkt volgens een programma en de resultaten van de verwerking uitvoert in een vorm die geschikt is voor menselijke waarneming.
Een computer kan informatie-invoerapparaten (toetsenbord, muis, ...), rekenkundig-logische eenheid (ALU), willekeurig toegankelijk geheugen (RAM), besturingsapparaat (CU), informatie-uitvoerapparaten (beeldscherm, printer, ...) bevatten. ).
De ALU verwerkt gegevens rechtstreeks: twee getallen optellen, het ene getal met het andere vermenigvuldigen, informatie van de ene plaats naar de andere overbrengen. De besturingseenheid coördineert de interactie van alle computerapparaten. RAM is bedoeld voor het opnemen, lezen en tijdelijk opslaan van programma's (wanneer de computer is uitgeschakeld, wordt de informatie in RAM gewist), initiële gegevens, tussen- en eindresultaten. Directe toegang tot geheugenelementen. Alle geheugencellen zijn gecombineerd in groepen van 8 bits (1 byte) en elke groep heeft een adres waarop deze toegankelijk is.
De eerste miniatuurcomputer, gehuisvest in een enkele zeer grootschalige geïntegreerde schakeling (VLSI) op een siliciumchip, werd in 1971 ontwikkeld en uitgebracht door Intel (VS). Deze VLSI werd genoemd microprocessor (MP) typ i8008. Deze schakeling bevatte enkele duizenden actieve elementen (transistors) die het schakelschema van een computer (ALU, besturingseenheid, RAM) implementeerden.
Het aantal van dergelijke actieve elementen in een MP-kristal wordt zijn genoemd mate van integratie. Samen met klok frequentie, beetje diepte En adresruimte zij bepalen belangrijkste parameters van MP.
MP-kloksnelheid kenmerkt zijn prestaties. Het wordt ingesteld door een microschakeling die een klokgenerator wordt genoemd. Moderne MP's hebben kloksnelheden tot twee of meer GigaHertz (GHz).
MP-bitdiepte– dit is het aantal gelijktijdig verwerkte MP-bits (8, 16, 32, 64 bits). Hoe hoger de bitcapaciteit van de MP, hoe meer informatie hij per tijdseenheid kan verwerken, hoe hoger de efficiëntie.
De maximale hoeveelheid geheugen die de MP aankan, wordt zijn genoemd adresruimte. De adresruimte wordt bepaald door de bitbreedte van de adresbus.
Tegenwoordig is het gebruikelijk om parlementsleden op basis van de kenmerken van hun architectuur in de volgende vier groepen te verdelen.RISC- Dit zijn snelle parlementsleden met een beperkt aantal commando's. Hun belangrijkste fabrikanten zijn Sun, DEC, HP, IBM. CISC is een MP met een complexe reeks opdrachten. Deze omvatten alle MP x86, Pentium, Pentium Pro, Pentium II, III, 4. Hun belangrijkste fabrikanten zijn Intel en AMD. VLIW- Dit is een MP met een extra lang commandowoord (Intel Itanium). EPISCH– dit is een computer-MP met “expliciet parallellisme” (Intel Itanium).
Er wordt een personal computer genoemd waarvan het centrale apparaat een microprocessor is persoonlijke computer. Die. persoonlijke computer (pc) is een computer geïmplementeerd op basis van microprocessortechnologie en gericht op persoonlijk gebruik door mensen.
2. Classificatie van moderne computers
De literatuur suggereert om moderne computers in de volgende categorieën te verdelen.
1) Pocket-pc's PC's uit andere categorieën zijn veel eenvoudiger, maar in combinatie met een mobiele telefoon, faxmodem en printer kunnen ze volwaardige mobiele kantoorapparatuur vormen. Besturingssysteem Windows CE. RAM-geheugen minimaal 4 MB. Communicatie met desktop-pc's vindt plaats via draadloos infrarood. Gewicht ongeveer 200 gr. De batterijen gaan ongeveer 10 uur mee zonder op te laden.
2) Laptops zijn volwaardige pc's. Ze gebruiken mobiele Intel Celerone/Pentium III/IV MP- en SVGA-schermen. Besturingssysteem - Windows 2000. Cd-rom- of dvd-rom-drives beschikbaar. Gewicht 3-4kg. Dikte - 5 cm.
3) PC voor domotica (ThuisPC) verscheen relatief recent (in 1998). Er worden twee lijnen van dergelijke pc's ontwikkeld. De eerste is eHome (ontwikkeld door MicroSoft) voor het bedienen van huiselektronica (koelkast, wasmachine, airconditioning), voor het werken met een gameconsole en surfen op internet. De tweede is een draadloze pc (ontwikkeld door Intel). Biedt verbinding tussen een pc en een tv of stereo-installatie via een draadloos netwerk.
4) Standaard desktop-pc's zijn dat wel de meest voorkomende. Sinds 2002 zijn ze gebaseerd op de Intel Pentium 4-microprocessor.
In RS 99-specificatie(dit zijn aanbevelingen van Intel en MicroSoft) voorgesteld door pc's uit 2000 verdelen in categorieën: Consumenten-pc (consumenten-pc), Kantoor-pc (kantoor-pc), Entertainment-pc (entertainment-pc), Mobiele pc (mobiele pc), Werkstation-pc (werkstation).
Specificatie RS 2001(ook ontwikkeld door Intel en MicroSoft) bevat pc-vereisten:
De pc mag geen ISA-slots, PS/2-poorten, 1,2/1,44 MB diskettestations en MS-DOS hebben.
USB-busondersteuning is vereist, omdat Alle toetsenborden, muizen en joysticks moeten een USB-interface hebben.
Processor vanaf 500 MHz (werkstation - vanaf 700 MHz).
Cache vanaf 128 KB (werkstation - vanaf 512 KB).
Geheugen vanaf 64 MB (werkstation - vanaf 128 MB).
Het systeem moet de ingebouwde ventilator aansturen.
Video in een formaat van minimaal 1024*768 pixels (met een vernieuwingsfrequentie van minimaal 85 Hz).
Het audiosubsysteem moet 2 sleutelformaten 44,1-48 KHz ondersteunen, zonder de MP met meer dan 10% te laden.
CD-ROM-stations moeten 8x sneller of sneller werken.
Als u een dvd-rom heeft, moet deze dvd-ram-, dvd+rw-schijven en alle cd-rom-schijfformaten kunnen afspelen.
ASDN-, ADSL- en draadloze adapters zijn welkom.
PC-specificatie voorramenXPvereist:
RAM 128 MB, videogeheugen 64 MB, PC start sneller op dan 30 s, verlaat de tijdelijke uitschakeling na 20 s.
HDD van minimaal 40 GB.
Magneto-optische drives CD-R/W, DVD en gecombineerd.
Het systeem moet over 4 USB-poorten beschikken.
Grafisch subsysteem 1024*768 (maar beter dan 1280*1024).
Zorg voor een digitale DVI-interfaceconnector voor LCD-monitoren.
Zorg voor een 10/100 Ethernet-netwerkadapter en een ingebouwde DSL- of kabelmodem.
Het geluid van de pc is niet hoger dan 37 db.
5) Netwerk-pc's gepromoot door Sun, IBM, Oracle, maar ook Intel, MicroSoft en HP. Dergelijke pc's hebben doorgaans geen harde schijf en zijn afhankelijk van de schijfopslag van de server. Ze hebben lage kosten. Vaak is dit een verzegelde pc zonder de mogelijkheid om uitbreidingskaarten te installeren.
6) Krachtige desktops en servers op instapniveau zijn duurdere apparaten. Ze zijn ontworpen voor desktop publishing-gebruikers die met complexe afbeeldingen moeten werken. Ze hebben meestal een midi-towerbehuizing met een groot aantal uitbreidingsconnectoren. Kan meerdere schijven ondersteunen. Ze hebben een groot cachegeheugen. Hun belangrijkste kwaliteit is betrouwbaarheid en fouttolerantie.
7) Hoogwaardige werkstations en servers met meerdere processors hebben twee tot acht krachtige processors. Voor hen is het concept van ‘schaalbaarheid’ belangrijk. de mogelijkheid om het aantal processors, geheugenmodules en andere bronnen te vergroten om praktische taken op een hoger niveau uit te voeren.
8) Supercomputers bedoeld voor wetenschappelijk onderzoek, meteorologie, aerodynamica, seismologie, atoom- en kernfysica, wiskundige modellering, enz. De prestaties en prijs van deze computers zijn enorm.
9) Clustersysteem is een verzameling computers die één geheel vormt voor het besturingssysteem, de systeemsoftware, applicatieprogramma's en gebruikers. Ze bieden een hoge mate van fouttolerantie en tegelijkertijd zijn deze systemen goedkoper dan supercomputers.
Een personal computer (PC) selecteren voor het oplossen van toegepaste problemen– dit is een serieuze taak. Meestal heeft het geen unieke oplossing en hangt het grotendeels af van de beoogde reikwijdte van de pc (de klasse van toegepaste problemen die worden opgelost).
Voor computerbeheersing van de kennis van leerlingen kunnen bijvoorbeeld de volgende eisen aan apparatuur in een modern computerlokaal worden geformuleerd.
1) Personal computers uitrusten met de Russische versie van Windows 2000/XP.
2) Beschikbaarheid van internettoegang (het is voldoende om één toegang tot alle klassen te hebben om bestanden met protocollen via internet naar de universiteitsserver over te brengen).
3) De aanwezigheid in het klaslokaal van één computer met een geluidskaart en luidsprekers voor de subtest “Luisteren” bij het testen in Engels, Russisch als vreemde taal, enz.
4) Speciale vereisten voor extra apparatuur in het klaslokaal (valse panelen, videocamera, panoramisch glas, enz.), gerelateerd aan de specifieke kenmerken van de computertestprocedure en de noodzaak om informatiebeveiliging te garanderen.
Elektronische computer is een set hardware en software die is ontworpen om de voorbereiding en oplossing van gebruikersproblemen te automatiseren. Onder de gebruiker wordt verstaan een persoon in wiens belang gegevens op een computer worden verwerkt.
Structuur is een verzameling elementen en hun verbindingen. Er zijn structuren van technische, software- en hardware-softwaretools.
Computer architectuur- dit is een hiërarchie van hardware en software met meerdere niveaus waaruit een computer is opgebouwd. Elk niveau maakt meerdere constructies en toepassingen mogelijk. De specifieke implementatie van de niveaus bepaalt de kenmerken van het structurele ontwerp van de computer.
Verschillende categorieën computerspecialisten houden zich bezig met het detailleren van het architectonische en structurele ontwerp van een computer. Circuitingenieurs ontwerpen individuele technische apparaten en ontwikkelen methoden om deze met elkaar te communiceren. Systeemprogrammeurs maken programma's voor het beheren van technische middelen, informatie-interactie tussen niveaus en het organiseren van het computerproces. Applicatieprogrammeurs ontwikkelen softwarepakketten van een hoger niveau die gebruikersinteractie met computers en de noodzakelijke diensten bieden bij het oplossen van hun problemen.
De structuur van een computer wordt bepaald door de volgende groep kenmerken:
· technische en operationele kenmerken van de computer (snelheid en prestaties, indicatoren voor betrouwbaarheid, betrouwbaarheid, nauwkeurigheid, capaciteit van RAM en extern geheugen, totale afmetingen, kosten van hardware en software, bedieningsfuncties, enz.);
· kenmerken en samenstelling van functionele modules van de basiscomputerconfiguratie; de mogelijkheid om de samenstelling van hardware en software uit te breiden; mogelijkheid om de structuur te veranderen;
· samenstelling van computersoftware en -diensten (besturingssysteem of omgeving, applicatiesoftwarepakketten, automatiseringstools voor programmeren).
De belangrijkste kenmerken van de computer zijn onder meer:
Prestatie Dit is het aantal opdrachten dat een computer in één seconde uitvoert.
Vergelijking van de prestaties van verschillende typen computers levert geen betrouwbare schattingen op. Heel vaak wordt in plaats van het prestatiekenmerk het bijbehorende prestatiekenmerk gebruikt.
Prestatie Dit is de hoeveelheid werk die een computer per tijdseenheid verricht.
Relatieve prestatiekenmerken zijn ook van toepassing. Om processors te evalueren heeft Intel een test voorgesteld genaamd de iCOMP-index (Intel Comparative Microprocessor Performance). Bij het bepalen ervan wordt rekening gehouden met vier belangrijke prestatieaspecten: werken met gehele getallen, drijvende komma, afbeeldingen en video. Gegevens hebben een 16- en 32-bits weergave. Elk van de acht parameters neemt deel aan de berekening met zijn eigen wegingscoëfficiënt, bepaald door de gemiddelde verhouding tussen deze bewerkingen bij echte problemen. Volgens de iCOMP PM-index heeft Pentium 100 een waarde van 810, en Pentium 133-1000.
Opslagcapaciteit. De geheugencapaciteit wordt gemeten aan de hand van het aantal structurele informatie-eenheden dat zich tegelijkertijd in het geheugen kan bevinden. Met deze indicator kunt u bepalen welke set programma's en gegevens tegelijkertijd in het geheugen kunnen worden geplaatst.
De kleinste structurele eenheid van informatie is beetje- één binair cijfer. In de regel wordt de geheugencapaciteit gemeten in grotere meeteenheden: bytes (een byte is gelijk aan acht bits). De volgende meeteenheden zijn 1 KB = 210 = 1024 bytes, 1 MB = 210 KB = 220 bytes, 1 GB = 210 MB = 220 KB = 230 bytes.
De capaciteit van het Random Access Memory (RAM) en de capaciteit van het externe geheugen (VRAM) worden afzonderlijk gekenmerkt. Deze indicator is van groot belang om te bepalen welke softwarepakketten en hun applicaties gelijktijdig in de machine kunnen worden verwerkt.
Betrouwbaarheid Dit is het vermogen van een computer om, onder bepaalde omstandigheden, de vereiste functies binnen een bepaalde tijd uit te voeren (ISO (International Standards Organization) standaard 2382/14-78).
De hoge betrouwbaarheid van een computer is ingebouwd in het productieproces. Het gebruik van zeer grootschalige geïntegreerde schakelingen (VLSI) vermindert dramatisch het aantal gebruikte geïntegreerde schakelingen, en dus het aantal verbindingen met elkaar. Het modulaire ontwerpprincipe maakt het eenvoudig om de werking van alle apparaten te controleren en te bewaken, problemen te diagnosticeren en op te lossen.
Nauwkeurigheid dit is het vermogen om onderscheid te maken tussen vrijwel gelijke waarden (ISO-norm - 2382/2-76).
De nauwkeurigheid van het verkrijgen van verwerkingsresultaten wordt voornamelijk bepaald door de bitcapaciteit van de computer, evenals door de structurele eenheden die worden gebruikt om informatie weer te geven (byte, woord, dubbel woord).
Geloofwaardigheid dit is de eigenschap van informatie om correct te worden waargenomen.
Betrouwbaarheid wordt gekenmerkt door de waarschijnlijkheid van het verkrijgen van foutloze resultaten. Het gespecificeerde betrouwbaarheidsniveau wordt verzekerd door hardware- en softwarebesturingstools van de computer zelf. Methoden voor het monitoren van de betrouwbaarheid zijn mogelijk door referentieproblemen op te lossen en berekeningen te herhalen. In bijzonder kritieke gevallen worden controlebeslissingen op andere computers uitgevoerd en de resultaten vergeleken.
De volgende classificatie van computers is mogelijk:
– computer volgens het werkingsprincipe;
– Computers per scheppingsstadium;
– computer voor het beoogde doel;
– Computer qua grootte en functionaliteit.
Classificatie van computers volgens het werkingsprincipe. Een elektronische computer, een computer, is een reeks technische middelen die zijn ontworpen voor automatische informatieverwerking tijdens het oplossen van computer- en informatieproblemen.
Op basis van het werkingsprincipe zijn computers onderverdeeld in drie grote klassen:
analoog (AVM),
digitaal (DVM)
hybride (HVM).
Het criterium voor het indelen van computers in deze drie klassen is de vorm van presentatie van de informatie waarmee ze werken.
Digitale computers (DCM's) zijn discrete computers die werken met informatie die in discrete, of beter gezegd, digitale vorm wordt gepresenteerd.
Analoge computers (AVM's) zijn continue computers die werken met informatie die in continue (analoge) vorm wordt gepresenteerd, d.w.z. in de vorm van een continue reeks waarden van elke fysieke grootheid (meestal elektrische spanning). AVM-machines zijn heel eenvoudig en gemakkelijk te gebruiken; het programmeren van problemen om deze op te lossen is in de regel niet arbeidsintensief; de snelheid van het oplossen van problemen varieert op verzoek van de operator en kan zo hoog als gewenst worden gemaakt (meer dan die van een digitale computer), maar de nauwkeurigheid van het oplossen van problemen is erg laag (relatieve fout 2–5%) , is het het meest effectief om wiskundige problemen op te lossen die differentiaalvergelijkingen bevatten, waarvoor geen complexe logica nodig is.
Hybride computers (HCM) zijn computers met gecombineerde actie die werken met informatie die zowel in digitale als analoge vorm wordt gepresenteerd; ze combineren de voordelen van AVM en TsVM. Het is raadzaam om GVM te gebruiken om problemen bij het besturen van complexe, snelle technische complexen op te lossen.
De meest gebruikte digitale computers met elektrische representatie van discrete informatie zijn elektronische digitale computers, gewoonlijk eenvoudigweg elektronische computers (computers) genoemd, zonder hun digitale aard te vermelden.
Classificatie van computers volgens scheppingsstadia. Volgens de scheppingsfasen en de gebruikte elementenbasis worden computers conventioneel verdeeld in generaties:
1e generatie, jaren 50: Computers gebaseerd op elektronenvacuümbuizen;
2e generatie, jaren 60: Computers gebaseerd op discrete halfgeleiderapparaten (transistors);
3e generatie, jaren '70: Computers gebaseerd op geïntegreerde halfgeleidercircuits met een lage en gemiddelde mate van integratie (honderden, duizenden transistors in één behuizing);
4e generatie, jaren 80: computers gebaseerd op grootschalige en ultragrootschalige geïntegreerde schakelingen-microprocessors (tienduizenden - miljoenen transistors in één chip);
5e generatie, jaren 90: Computers met vele tientallen parallel werkende microprocessors, waarmee effectieve kennisverwerkingssystemen kunnen worden gebouwd; Computers op ultracomplexe microprocessors met een parallelle vectorstructuur, die tegelijkertijd tientallen opeenvolgende programmaopdrachten uitvoeren;
6e en volgende generaties: opto-elektronische computers met enorm parallellisme en neurale structuur - met een gedistribueerd netwerk van een groot aantal (tienduizenden) eenvoudige microprocessors die de architectuur van neurale biologische systemen modelleren.
Elke volgende generatie computers heeft aanzienlijk betere eigenschappen vergeleken met de vorige. De computerprestaties en de capaciteit van alle opslagapparaten nemen dus in de regel met meer dan een orde van grootte toe.
Classificatie van computers naar doel. Afhankelijk van hun doel kunnen computers in drie groepen worden verdeeld:
– universeel (algemeen gebruik),
– probleemgericht
– gespecialiseerd.
Universele computers zijn ontworpen om een breed scala aan technische problemen op te lossen: economische, wiskundige, informatie- en andere problemen die worden gekenmerkt door de complexiteit van algoritmen en een grote hoeveelheid verwerkte gegevens. Ze worden veel gebruikt in gedeelde rekencentra en andere krachtige computersystemen.
Probleemgeoriënteerde computers worden gebruikt om een kleiner aantal problemen op te lossen die in de regel verband houden met het beheer van technologische objecten; registratie, accumulatie en verwerking van relatief kleine hoeveelheden gegevens; het uitvoeren van berekeningen met relatief eenvoudige algoritmen; ze hebben beperkte hardware- en softwarebronnen vergeleken met mainframecomputers. Onder probleemgerichte computers vallen in het bijzonder allerlei soorten besturingscomputersystemen.
Gespecialiseerde computers worden gebruikt om een beperkt aantal problemen op te lossen of een strikt gedefinieerde groep functies te implementeren. Een dergelijke smalle oriëntatie van computers maakt het mogelijk om hun structuur duidelijk te specialiseren, hun complexiteit en kosten aanzienlijk te verminderen, terwijl de hoge productiviteit en betrouwbaarheid van hun werking behouden blijft. Gespecialiseerde computers omvatten bijvoorbeeld programmeerbare microprocessors voor speciale doeleinden; adapters en controllers die logische functies uitvoeren voor het besturen van individuele eenvoudige technische apparaten, eenheden en processen, apparaten voor het coördineren en communiceren van de werking van computersysteemknooppunten.
Classificatie van computers op grootte en functionaliteit. Op basis van grootte en functionaliteit kunnen computers worden onderverdeeld in:
· extra groot (supercomputers),
· groot (mainframe),
· ultraklein (microcomputers).
Personal computers kunnen worden geclassificeerd op basis van standaard maten. Er zijn dus desktop- (desktop), draagbare (notebook) en pocket- (palmtop) modellen. Meer recentelijk zijn er apparaten verschenen die de mogelijkheden van zakcomputers en mobiele communicatieapparaten combineren. In het Engels heten ze PDA, Personal Digital Assistant. Door gebruik te maken van het feit dat er nog geen naam aan hen is toegewezen in de Russische taal, kunnen ze mobiele computerapparaten (MCD's) worden genoemd.
Tafelmodelmodellen zijn het meest wijdverspreid. Ze maken deel uit van de werkplek. Deze modellen zijn eenvoudig opnieuw te configureren door eenvoudig extra externe apparaten aan te sluiten of extra interne componenten te installeren. De voldoende afmetingen van de desktopbehuizing maken het mogelijk om de meeste van dergelijke werkzaamheden uit te voeren zonder de tussenkomst van specialisten, en hierdoor kunt u het computersysteem optimaal configureren om precies de taken op te lossen waarvoor het is aangeschaft.
Draagbare modellen zijn handig voor transport. Ze worden gebruikt door zakenmensen, kooplieden, bedrijfsleiders en organisaties die veel tijd besteden aan zakenreizen en verhuizingen. U kunt met een laptop werken als u geen bureau heeft. De bijzondere aantrekkingskracht van laptopcomputers is dat ze als communicatiemiddel kunnen worden gebruikt. Door zo'n computer op het telefoonnetwerk aan te sluiten, kunt u vanaf elke geografische locatie gegevensuitwisseling tot stand brengen tussen de computer en de centrale computer van uw organisatie. Zo worden berichten uitgewisseld, opdrachten en instructies doorgegeven, commerciële gegevens, meldingen en rapporten ontvangen. Laptopcomputers zijn niet erg handig voor gebruik op de werkplek, maar ze kunnen wel worden aangesloten op desktopcomputers die permanent worden gebruikt.
Zakmodellen vervullen de functies van “slimme notebooks”. Hiermee kunt u operationele gegevens opslaan en er snel toegang toe krijgen. Sommige zakmodellen hebben vaste software, die de directe bediening eenvoudiger maakt, maar de flexibiliteit bij het kiezen van applicatieprogramma's vermindert.
Mobiele computerapparatuur combineert de functies van zakcomputers en mobiele communicatieapparatuur (mobiele radiotelefoons). Hun onderscheidende kenmerk is de mogelijkheid om mobiel te werken met internet, en in de nabije toekomst de mogelijkheid om televisie-uitzendingen te ontvangen. Bovendien is de MVU uitgerust met infraroodcommunicatiemiddelen, waardoor deze handheld-apparaten gegevens kunnen uitwisselen met desktop-pc's en met elkaar.
Microcomputers voor meerdere gebruikers zijn krachtige microcomputers die zijn uitgerust met verschillende videoterminals en die in time-sharing-modus werken, waardoor meerdere gebruikers er tegelijkertijd effectief op kunnen werken.
Personal computers (PC's) zijn microcomputers voor één gebruiker die voldoen aan de eisen van algemene toegankelijkheid en universaliteit van gebruik.
Werkstations zijn krachtige microcomputers voor één gebruiker, gespecialiseerd voor het uitvoeren van een bepaald soort werk (grafisch, technisch, publiceren, enz.).
Servers zijn krachtige microcomputers voor meerdere gebruikers in computernetwerken die bedoeld zijn voor het verwerken van verzoeken van alle netwerkstations.
Uiteraard is de bovenstaande classificatie zeer voorwaardelijk, omdat een krachtige moderne pc, uitgerust met probleemgerichte software en hardware, kan worden gebruikt als een volwaardig werkstation, en als een microcomputer voor meerdere gebruikers, en als een goede server, zijn kenmerken bijna niet onderdoen voor kleine computers.
Indeling naar specialisatieniveau. Op basis van het specialisatieniveau zijn computers onderverdeeld in universeel en gespecialiseerd. Op basis van universele computers is het mogelijk computersystemen van elke samenstelling samen te stellen (de samenstelling van een computersysteem wordt een configuratie genoemd). Dezelfde personal computer kan bijvoorbeeld worden gebruikt om te werken met teksten, muziek, afbeeldingen, foto- en videomateriaal.
Gespecialiseerde computers zijn ontworpen om een specifiek scala aan problemen op te lossen. Dergelijke computers omvatten bijvoorbeeld boordcomputers van auto's, schepen, vliegtuigen en ruimtevaartuigen. Computers die zijn geïntegreerd in huishoudelijke apparaten, zoals wasmachines, magnetrons en videorecorders, zijn ook gespecialiseerd. Boordcomputers besturen oriëntatie- en navigatiehulpmiddelen, bewaken de status van boordsystemen, voeren enkele automatische besturings- en communicatiefuncties uit, evenals de meeste functies voor het optimaliseren van de bedrijfsparameters van de systemen van een object (bijvoorbeeld het optimaliseren van het brandstofverbruik van een object afhankelijk van specifieke rijomstandigheden). Gespecialiseerde minicomputers die zich richten op het werken met grafische afbeeldingen worden grafische stations genoemd. Ze worden gebruikt bij de voorbereiding van films en video's, maar ook bij reclameproducten. Gespecialiseerde computers die bedrijfscomputers in één netwerk verbinden, worden bestandsservers genoemd. Computers die zorgen voor de overdracht van informatie tussen verschillende deelnemers aan het wereldwijde computernetwerk worden netwerkservers genoemd.
In veel gevallen kunnen gewone computers voor algemeen gebruik de taken van gespecialiseerde computersystemen aan, maar er wordt aangenomen dat het gebruik van gespecialiseerde systemen nog steeds effectiever is. Het criterium voor het beoordelen van de efficiëntie is de verhouding tussen de productiviteit van de apparatuur en de kosten ervan.
Classificatie op compatibiliteit. Er zijn veel verschillende soorten en soorten computers in de wereld. Ze worden door verschillende fabrikanten geproduceerd, uit verschillende onderdelen samengesteld en werken met verschillende programma's. In dit geval wordt de compatibiliteit van verschillende computers met elkaar een zeer belangrijke kwestie. Compatibiliteit bepaalt de uitwisselbaarheid van componenten en apparaten die voor verschillende computers zijn bedoeld, de mogelijkheid om programma's van de ene computer naar de andere over te brengen, en de mogelijkheid van verschillende typen computers om met dezelfde gegevens samen te werken.
Hardware-compatibiliteit. Op basis van hardwarecompatibiliteit worden zogenaamde hardwareplatforms onderscheiden. Op het gebied van personal computers zijn de twee meest gebruikte hardwareplatforms de IBM PC en de Apple Macintosh. Daarnaast zijn er nog andere platforms, waarvan de prevalentie beperkt is tot bepaalde regio's of bepaalde industrieën. Computers die tot hetzelfde hardwareplatform behoren, vergroten de onderlinge compatibiliteit, terwijl het behoren tot verschillende platforms de compatibiliteit vermindert.
Naast hardwarecompatibiliteit zijn er nog andere soorten compatibiliteit: compatibiliteit op besturingssysteemniveau, softwarecompatibiliteit, compatibiliteit op gegevensniveau.
Indeling naar type gebruikte processor. De processor is het belangrijkste onderdeel van elke computer. Bij elektronische computers is dit een speciale eenheid en bij personal computers is het een speciale chip die alle berekeningen uitvoert. Zelfs als computers tot hetzelfde hardwareplatform behoren, kunnen ze verschillen in het type processor dat ze gebruiken. Het gebruikte type processor karakteriseert grotendeels (maar niet volledig) de technische eigenschappen van de computer.
Classificatie naar doel is een van de eerste classificatiemethoden. Het heeft te maken met de manier waarop de computer wordt gebruikt. Volgens dit principe zijn er hoofdcomputers (elektronische computers), minicomputers, microcomputers en personal computers, die op hun beurt zijn onderverdeeld in massa-, zakelijke, draagbare, entertainment- en werkstations.
Mainframecomputers - uh Dit zijn de krachtigste computers. Ze worden gebruikt om zeer grote organisaties en zelfs hele sectoren van de nationale economie te bedienen. In het buitenland worden computers van deze klasse mainframes genoemd ( hoofdframe). In Rusland werd de term mainframecomputers aan hen toegewezen. Het onderhoudspersoneel voor een grote computer bestaat uit maximaal vele tientallen mensen. Op basis van dergelijke supercomputers worden computercentra gecreëerd, die verschillende afdelingen of groepen omvatten.
De eerste mainframecomputer ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) werd gemaakt in 1946 (de 50e verjaardag van de creatie van de eerste computer werd gevierd in 1996). Deze machine had een massa van meer dan 50 ton, een snelheid van enkele honderden bewerkingen per seconde, RAM met een capaciteit van 20 nummers; bezette een enorme hal met een oppervlakte van ongeveer 100 m².
De prestaties van grote computers bleken onvoldoende voor een aantal taken: weersvoorspellingen, controle van complexe verdedigingssystemen, modellering van milieusystemen, enz. Dit was een voorwaarde voor de ontwikkeling en creatie van supercomputers, de krachtigste computersystemen die ontwikkelen zich momenteel intensief.
De belangrijkste gebieden voor effectief gebruik van mainframes zijn het oplossen van wetenschappelijke en technische problemen, het werken in computersystemen met batchverwerking van informatie, het werken met grote databases, het beheren van computernetwerken en hun bronnen. De laatste richting – het gebruik van mainframes als grote computernetwerkservers – wordt door deskundigen vaak als een van de meest relevante aangemerkt.
Verschijning in de jaren '70. kleine computers is enerzijds het gevolg van de vooruitgang op het gebied van elektronische componenten, en anderzijds van de redundantie van grote computerbronnen voor een aantal toepassingen. Kleine computers worden meestal gebruikt om technologische processen te besturen. Ze zijn compacter en veel goedkoper dan grote computers.
Verdere vooruitgang op het gebied van elementbasis- en architecturale oplossingen leidde tot de opkomst van een superminicomputer - een computer die qua architectuur, omvang en kosten tot de klasse van kleine computers behoort, maar qua prestaties vergelijkbaar is met een grote computer.
De uitvinding van de microprocessor (MP) in 1969 leidde tot de opkomst in de jaren '70. Een andere klasse computers is de microcomputer.
CPU
Rijst. Structuur van een modern computercentrum op basis van een mainframecomputer
Classificatie van microcomputers:
universeel (meerdere gebruikers, enkele gebruikers (persoonlijk))
· gespecialiseerd (multi-user (servers), single-user (werkstations))
Het was de aanwezigheid van MP die aanvankelijk diende als het bepalende kenmerk van een microcomputer. Nu worden microprocessors zonder uitzondering in alle soorten computers gebruikt.
De functionaliteit van een computer bepaalt de belangrijkste technische en operationele kenmerken:
· prestatie, gemeten aan de hand van het gemiddelde aantal handelingen dat de machine per tijdseenheid uitvoert;
· bitdiepte en representatievormen van getallen waarmee de computer werkt;
· nomenclatuur, capaciteit en prestaties van alle opslagapparaten;
· nomenclatuur en technische en economische kenmerken van externe apparaten voor het opslaan, uitwisselen en invoeren/uitvoeren van informatie;
· soorten en capaciteit van communicatieapparatuur en de onderlinge koppeling van computerknooppunten (intra-machine interface);
· de mogelijkheid van een computer om tegelijkertijd met meerdere gebruikers te werken en meerdere programma's tegelijkertijd uit te voeren (multiprogrammering);
· typen en technische en operationele kenmerken van de besturingssystemen die in de machine worden gebruikt;
Beschikbaarheid en functionaliteit van software;
· mogelijkheid om programma's uit te voeren die voor andere typen computers zijn geschreven (softwarecompatibiliteit met andere typen computers);
· systeem en structuur van machineopdrachten;
· mogelijkheid om verbinding te maken met communicatiekanalen en met een computernetwerk;
· operationele betrouwbaarheid van de computer;
· coëfficiënt van nuttig gebruik van een computer in de loop van de tijd, bepaald door de verhouding tussen nuttige werktijd en onderhoudstijd
Supercomputers omvatten krachtige multiprocessorcomputers met snelheden van honderden miljoenen - tientallen miljarden bewerkingen per seconde.
Ondanks het wijdverbreide gebruik van personal computers neemt het belang van mainframecomputers niet af. Vanwege de hoge onderhoudskosten is het bij het gebruik van grote computers gebruikelijk om elke minuut te plannen en er rekening mee te houden. Om de bedrijfstijd op grote computers te besparen, worden laag presterende bewerkingen op het gebied van invoer, uitvoer en primaire gegevensvoorbereiding uitgevoerd met behulp van persoonlijke apparatuur. De voorbereide gegevens worden overgebracht naar een mainframecomputer om de meest resource-intensieve bewerkingen uit te voeren.
De centrale processor is de hoofdeenheid van de computer, waarin de gegevensverwerking en de berekening van de resultaten direct plaatsvinden. Meestal bestaat de centrale processor uit meerdere apparatuurrekken en bevindt deze zich in een aparte ruimte, waar wordt voldaan aan hogere eisen op het gebied van temperatuur, vochtigheid, bescherming tegen elektromagnetische interferentie, stof en rook.
De systeemprogrammeringsgroep houdt zich bezig met het ontwikkelen, debuggen en implementeren van software die nodig is voor het functioneren van het computersysteem zelf. Werknemers in deze groep worden systeemprogrammeurs genoemd. Ze moeten een goede kennis hebben van de technische structuur van alle computercomponenten, aangezien hun programma's voornamelijk zijn ontworpen om fysieke apparaten te besturen. Systeemprogramma's zorgen voor de interactie van programma's op een hoger niveau met hardware, dat wil zeggen dat de systeemprogrammeringsgroep de hardware-software-interface van het computersysteem levert.
De groep Application Programming maakt programma's om specifieke bewerkingen op gegevens uit te voeren. Werknemers in deze groep worden applicatieprogrammeurs genoemd. In tegenstelling tot systeemprogrammeurs hoeven zij de technische structuur van computercomponenten niet te kennen, aangezien hun programma's niet met apparaten werken, maar met programma's die zijn voorbereid door systeemprogrammeurs. Aan de andere kant worden hun programma's beheerd door gebruikers, dat wil zeggen specifieke uitvoerders van werk. Daarom kunnen we zeggen dat de applicatieprogrammeringsgroep de gebruikersinterface van het computersysteem levert.
De datavoorbereidingsgroep bereidt de gegevens voor die zullen worden verwerkt door programma's die zijn gemaakt door applicatieprogrammeurs. In veel gevallen voeren medewerkers uit deze groep gegevens zelf in via het toetsenbord, maar zij kunnen ook kant-en-klare gegevens van het ene type naar het andere omzetten. Ze kunnen bijvoorbeeld illustraties ontvangen die door kunstenaars op papier zijn getekend en deze in elektronische vorm omzetten met behulp van speciale apparaten die scanners worden genoemd.
De technische ondersteuningsgroep is verantwoordelijk voor het onderhoud van het volledige computersysteem, het repareren en instellen van apparaten, en voor het aansluiten van nieuwe apparaten die nodig zijn voor de werking van andere afdelingen.
De informatieondersteuningsgroep verstrekt op hun verzoek technische informatie aan alle andere afdelingen van het rekencentrum. Dezelfde groep creëert en bewaart archieven van eerder ontwikkelde programma's en verzamelde gegevens. Dergelijke archieven worden programmabibliotheken of databanken genoemd.
De afdeling data-uitvoer ontvangt gegevens van de centrale processor en zet deze om in een voor de klant handige vorm. Hier wordt informatie afgedrukt op afdrukapparaten (printers) of weergegeven op beeldschermen.
Grote computers worden gekenmerkt door de hoge kosten van apparatuur en onderhoud, dus de werking van dergelijke supercomputers is in een continue cyclus georganiseerd. De meest arbeidsintensieve en tijdrovende berekeningen worden gepland voor de nachtelijke uren, wanneer het aantal onderhoudspersoneel minimaal is. Overdag voert de computer minder arbeidsintensieve, maar talrijkere taken uit. Om de efficiëntie te vergroten, werkt de computer tegelijkertijd met meerdere taken en dus met meerdere gebruikers. Het schakelt van de ene taak naar de andere en doet dit zo snel en vaak dat elke gebruiker de indruk krijgt dat de computer alleen met hem werkt. Deze verdeling van computersysteembronnen wordt het principe van timesharing genoemd.
Minicomputers – computers in deze groep verschillen van grote computers doordat ze kleiner zijn en daardoor lagere prestaties en lagere kosten hebben. Dergelijke computers worden gebruikt door grote ondernemingen, wetenschappelijke instellingen, banken en enkele instellingen voor hoger onderwijs die educatieve activiteiten combineren met wetenschappelijke activiteiten.
In industriële ondernemingen controleren minicomputers de productieprocessen, maar kunnen ze productiebeheer combineren met andere taken. Ze kunnen bijvoorbeeld economen helpen bij het monitoren van productkosten, standaardisatiespecialisten bij het optimaliseren van de tijd van technologische operaties, ontwerpers bij het automatiseren van het ontwerp van werktuigmachines, boekhoudafdelingen bij het vastleggen van primaire documenten en het opstellen van regelmatige rapporten voor de belastingdienst. Om het werk met een minicomputer te organiseren, is ook een speciaal rekencentrum vereist, hoewel niet zo talrijk als voor grote computers.
Microcomputer– computers van deze klasse zijn beschikbaar voor veel bedrijven. Organisaties die microcomputers gebruiken, richten doorgaans geen computercentra op. Om zo’n computer te onderhouden hebben ze alleen een klein rekenlaboratorium nodig, bestaande uit meerdere mensen. Tot het personeel van een computerlaboratorium behoren noodzakelijkerwijs programmeurs, ook al zijn zij niet direct betrokken bij de programmaontwikkeling. De benodigde systeemprogramma's worden doorgaans samen met de computer aangeschaft en de ontwikkeling van de benodigde applicatieprogramma's wordt uitbesteed aan grotere rekencentra of gespecialiseerde organisaties.
Programmeurs van computerlaboratoria implementeren gekochte of bestelde software, verfijnen en configureren deze en coördineren de werking ervan met andere computerprogramma's en apparaten. Hoewel programmeurs in deze categorie geen systeem- en applicatieprogramma's ontwikkelen, kunnen ze daarin wijzigingen aanbrengen en individuele fragmenten maken of wijzigen. Dit vereist hoge kwalificaties en universele kennis. Programmeurs die microcomputers bedienen, combineren vaak tegelijkertijd de kwaliteiten van systeem- en applicatieprogrammeurs.
Ondanks de relatief lage prestaties in vergelijking met grote computers, worden microcomputers ook in grote rekencentra gebruikt. Daar worden ze belast met hulpoperaties waarvoor het geen zin heeft dure supercomputers te gebruiken.
Personal computers (pc's)– deze categorie computers heeft de afgelopen twintig jaar een bijzonder snelle ontwikkeling doorgemaakt. Uit de naam blijkt duidelijk dat zo'n computer is ontworpen om één werkstation te bedienen. In de regel werkt één persoon met een personal computer. Ondanks hun kleine formaat en relatief lage kosten hebben moderne personal computers een aanzienlijke productiviteit. Veel moderne personal computers zijn superieur aan de mainframecomputers uit de jaren zeventig, de minicomputers uit de jaren tachtig en de microcomputers uit de eerste helft van de jaren negentig. Persoonlijke computer ( Persoonlijke computer, RS) is heel goed in staat om aan de meeste behoeften van kleine bedrijven en individuen te voldoen.
Om aan de eisen van algemene toegankelijkheid en universaliteit te voldoen, moet een personal computer de volgende kenmerken hebben:
· lage kosten, binnen het bereik van een individuele koper;
· autonomie van de werking zonder speciale vereisten voor omgevingsomstandigheden;
· flexibiliteit van de architectuur, waardoor het aanpassingsvermogen ervan aan een verscheidenheid aan toepassingen op het gebied van management, wetenschap, onderwijs en in het dagelijks leven wordt gewaarborgd;
· “vriendelijkheid” van het besturingssysteem en andere software, waardoor de gebruiker er zonder speciale professionele training mee kan werken;
· hoge bedrijfszekerheid (meer dan 5000 uur tussen storingen).
In het buitenland zijn de meest voorkomende computermodellen momenteel IBM-pc's met Pentium- en Pentium Pro-microprocessors.
De binnenlandse industrie (GOS-landen) produceerde DEC-compatibel (interactief computergebruik DVK-1 - DVK-4 gebaseerd op Electronics MS-1201, Electronics 85, Electronics 32, enz.) en IBM PC-compatibel (EC1840 - EC1842, EC1845, EC1849, ES1861, Iskra1030, Iskra 4816, Neuron I9.66, enz.) computers. Nu wordt de overgrote meerderheid van de huishoudelijke personal computers samengesteld uit geïmporteerde componenten en zijn ze IBM PC-compatibel.
Personal computers kunnen worden geclassificeerd op basis van een aantal criteria.
Per generatie zijn personal computers als volgt verdeeld:
· 1e generatie pc's - gebruiken 8-bit microprocessors;
· 2e generatie pc's - gebruiken 16-bit microprocessors;
· 3e generatie pc's - gebruiken 32-bits microprocessors;
· 4e generatie pc's - gebruiken 64-bit microprocessors.
· 5e generatie pc's – gebruiken 128-bit microprocessors.
Personal computers werden na 1995 vooral populair vanwege de snelle ontwikkeling van internet. Een personal computer is voldoende om het World Wide Web te gebruiken als bron van wetenschappelijke, referentie-, educatieve, culturele en amusementsinformatie. Personal computers zijn ook een handig middel om het onderwijsproces in welke discipline dan ook te automatiseren, een middel om afstandsonderwijs (correspondentie) te organiseren en een middel om vrije tijd te organiseren. Ze leveren niet alleen een grote bijdrage aan de productie, maar ook aan de sociale verhoudingen. Ze worden vaak gebruikt om thuiswerkactiviteiten te organiseren, wat vooral belangrijk is in omstandigheden met beperkte werkgelegenheid.
Tot voor kort werden personal computermodellen conventioneel in twee categorieën ingedeeld: huishoudelijke pc's en professionele pc's. Consumentenmodellen presteerden over het algemeen slechter, maar ze besteedden speciale aandacht aan de omgang met kleurenafbeeldingen en geluid die professionele modellen niet nodig hadden. Als gevolg van de scherpe daling van de kosten van computerapparatuur in de afgelopen jaren zijn de grenzen tussen professionele en huishoudelijke modellen grotendeels vervaagd, en tegenwoordig worden hoogwaardige professionele modellen vaak gebruikt als huishoudelijke modellen, en zijn professionele modellen op hun beurt uitgerust met apparaten voor het reproduceren van multimedia-informatie, wat voorheen typisch was voor huishoudelijke apparaten. De term multimedia betekent een combinatie van verschillende soorten gegevens in één document (tekst-, grafische, muziek- en videogegevens) of een reeks apparaten voor het reproduceren van dit gegevenscomplex.
Sinds 1999 is op het gebied van personal computers een internationale certificeringsstandaard, de PC99-specificatie, van kracht. Het regelt de principes van de classificatie van personal computers en bepaalt de minimale en aanbevolen vereisten voor elke categorie. De nieuwe standaard stelt de volgende categorieën personal computers vast:
Consumenten-pc (massa-pc);
Kantoor-pc (zakelijke pc);
Mobiele pc (draagbare pc);
Werkstation-pc (werkstation);
Entertaimemt-pc (entertainment-pc).
Volgens de PC99-specificatie vallen de meeste personal computers die momenteel op de markt zijn, in de reguliere pc-categorie. Voor zakelijke pc's zijn de vereisten voor grafische reproductietools geminimaliseerd en zijn er helemaal geen vereisten voor het werken met audiogegevens. Voor laptop-pc's is het verplicht om hulpmiddelen te hebben voor het maken van verbindingen voor externe toegang, dat wil zeggen computercommunicatiemiddelen. In de categorie werkstations zijn de eisen aan apparaten voor gegevensopslag toegenomen, en in de categorie entertainment-pc's aan hulpmiddelen voor grafische weergave en geluidsweergave.
Concluderend kunnen we dus het volgende zeggen. Op dit moment zijn er veel systemen en methoden, principes en gronden voor het classificeren van computers. Dit artikel presenteert de meest voorkomende classificaties van computers.
Computers worden dus geclassificeerd op basis van hun doel (mainframecomputers, minicomputers, microcomputers, personal computers), op specialisatieniveau (universeel en gespecialiseerd), op standaardformaten (desktop, draagbaar, zak, mobiel), op compatibiliteit, op type gebruikte processor , enz. Er zijn geen duidelijke grenzen tussen computerklassen. Naarmate structuren en productietechnologieën verbeteren, verschijnen er nieuwe klassen computers en veranderen de grenzen van bestaande klassen aanzienlijk.
De vroegste classificatiemethode is de classificatie van computers naar doel.
Het meest voorkomende type computer zijn personal computers, onderverdeeld in massa-, zakelijke, draagbare, entertainment- en werkstations.
De indeling van computertechnologie in generaties is een zeer voorwaardelijke, losse classificatie van computersystemen op basis van de mate van ontwikkeling van hardware en software, evenals methoden voor communicatie met een computer.
Het idee om machines in generaties te verdelen werd tot leven gebracht door het feit dat computertechnologie tijdens de korte geschiedenis van zijn ontwikkeling een grote evolutie heeft ondergaan, zowel in de zin van de elementaire basis (lampen, transistors, microschakelingen, enz.) , en in de zin van veranderingen in de structuur, de opkomst van nieuwe mogelijkheden, waardoor het toepassingsgebied en de aard van het gebruik worden uitgebreid.
Afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden zijn computers onderverdeeld in twee typen: kantoor (universeel); speciaal.
Kantoorapparaten zijn ontworpen om onder normale bedrijfsomstandigheden een breed scala aan problemen op te lossen.
Speciale computers worden gebruikt om een beperkter aantal problemen op te lossen of zelfs één taak waarvoor meerdere oplossingen nodig zijn, en werken onder speciale bedrijfsomstandigheden. De machinebronnen van speciale computers zijn vaak beperkt. Hun beperkte oriëntatie maakt het echter mogelijk om een bepaalde klasse van taken het meest effectief uit te voeren.
2. Encryptor, decryptor
Encryptor, of codeur een combinatorisch logisch apparaat genoemd voor het converteren van getallen van het decimale getalsysteem naar binair. Aan de encoderingangen worden opeenvolgend de waarden van decimale getallen toegewezen, zodat de toepassing van een actief logisch signaal op een van de ingangen door de encoder wordt waargenomen als de toepassing van het overeenkomstige decimale getal. Dit signaal wordt aan de uitgang van de encoder omgezet in binaire code. Volgens wat er is gezegd, als de encoder dat heeft gedaan N uitgangen, mag het aantal ingangen niet meer zijn dan 2 N. Encoder heeft 2 N ingangen en N uitgangen wordt genoemd compleet. Als het aantal encoderingangen kleiner is 2 N, het heet incompleet.
Laten we de werking van de encoder eens bekijken aan de hand van het voorbeeld van een converter van decimale getallen van 0 tot 9 naar binaire decimale code. De waarheidstabel die bij dit geval hoort, heeft de vorm
Omdat het aantal ingangen van dit apparaat minder is 2 N= 16, we hebben een onvolledige encoder. Gebruik de tabel voor Q 3 , Q 2 , Q 1 en Q 0 , kunt u de volgende uitdrukkingen schrijven:
Het resulterende FAL-systeem karakteriseert de werking van de encoder. Het logische diagram van het apparaat dat overeenkomt met het systeem wordt gegeven op de onderstaande afbeelding.
Gerelateerde informatie.
De identificatie van de informatica als een onafhankelijk gebied van menselijke activiteit wordt voornamelijk geassocieerd met de ontwikkeling van computertechnologie.
Een computer is een “rekenmachine”, d.w.z. computerapparaat. Het fundamentele verschil tussen computers en rekenmachines en andere rekenapparaten is dat rekenmachines alleen individuele bewerkingen kunnen uitvoeren (optellen, aftrekken, enz.), terwijl computers het mogelijk maken dat complexe reeksen rekenbewerkingen worden uitgevoerd zonder menselijke tussenkomst volgens een vooraf bepaalde instructie - een programma. Bovendien bevatten computers geheugen om gegevens op te slaan.
De geschiedenis van de computer is nauw verbonden met menselijke pogingen om het automatiseren van grote hoeveelheden berekeningen gemakkelijker te maken. Zelfs eenvoudige rekenkundige bewerkingen met grote getallen zijn moeilijk voor het menselijk brein. Daarom verscheen al in de oudheid het eenvoudigste rekenapparaat, het telraam. In de zeventiende eeuw werd de rekenliniaal uitgevonden om complexe wiskundige berekeningen te vergemakkelijken. In 1642 ontwierp Blaise Pascal een optelmechanisme van 8 bits. Twee eeuwen later, in 1820, creëerde de Fransman Chal de Calmar een rekenmachine die kon vermenigvuldigen en delen. Dit apparaat heeft stevig zijn plaats ingenomen op de boekhoudtafels.
Alle basisideeën die ten grondslag liggen aan de werking van computers werden in 1833 uiteengezet door de Engelse wiskundige Charles Babbage. Hij ontwikkelde een ontwerp voor een machine voor het uitvoeren van wetenschappelijke en technische berekeningen, waarbij hij de apparaten van een moderne computer voorzag, evenals zijn taken. Om gegevens in en uit te voeren, stelde Babbage voor om ponskaarten te gebruiken, vellen dik papier met informatie afgedrukt met behulp van gaten. In die tijd werden ponskaarten gebruikt in de textielindustrie. Zo’n machine moest softwarematig bestuurd worden.
De ideeën van Babbage begonnen aan het einde van de 19e eeuw daadwerkelijk te worden geïmplementeerd. In 1888 ontwierp de Amerikaanse ingenieur Herman Hollerith de eerste elektromechanische rekenmachine. Deze machine, een zogenaamde tabulator, kon statistische gegevens lezen en sorteren die op ponskaarten waren gecodeerd. In 1890 werd de uitvinding van Hollerith gebruikt in de 11e Amerikaanse volkstelling. Het werk dat 500 medewerkers in zeven jaar tijd verrichtten, werd door Hollerith met 43 assistenten op 43 tabulators in één maand voltooid.
In 1896 richtte Herman Hollerith de COMPUTING TOBULATING RECORDING COMPANY op, die de basis werd voor het toekomstige bedrijf IBM (International Business Machines Corporation), dat een enorme bijdrage leverde aan de ontwikkeling van de wereldwijde computertechnologie.
In de jaren 40 van de twintigste eeuw. verschillende groepen onderzoekers herhaalden de poging van Babbage. Zo creëerde Howard Aiken in 1943 in de VS bij een van de IBM-bedrijven een computer genaamd "Mark - 1", die werkte op basis van elektromechanische relais. Het was een monster met een gewicht van 35 ton.
Mark-1 was gebaseerd op het gebruik van elektromechanische relais en werkte met decimale getallen gecodeerd op ponsband. De machine kon getallen tot 23 cijfers manipuleren. Het kostte haar vier seconden om twee 23-bits getallen te vermenigvuldigen.
Maar elektromechanische relais werkten niet snel genoeg, dus begon een groep specialisten onder leiding van John Mauchly en Presper Eckert tegelijkertijd een ENIAK-computer te bouwen op basis van vacuümbuizen, die duizend keer sneller werkte dan Mark 1. Het gewicht was 30 ton en er was 170 vierkante meter ruimte voor nodig om het te huisvesten. In plaats van duizenden elektromechanische onderdelen bevatte ENIAC 18.000 vacuümbuizen. De machine telde in het binaire systeem en voerde 5000 optelbewerkingen of 300 vermenigvuldigingsbewerkingen per seconde uit.
In 1945 werd wiskundige John von Neumann aan het werk gehaald en maakte hij een rapport op deze computer. In zijn rapport formuleerde Von Neumann helder en eenvoudig de algemene principes van het functioneren van computers.
En tot op de dag van vandaag wordt de overgrote meerderheid van de computers gemaakt in overeenstemming met de principes die John von Neumann in zijn rapport uit 1945 schetste:
Programmacontroleprincipe. De gegevensverwerking wordt uitgevoerd volgens een vooraf samengesteld programma.
Discretieprincipe representaties en transformaties informatie. Informatie in het geheugen wordt weergegeven in de vorm van binaire woorden en de werking van de machine bestaat uit een reeks individuele acties.
Doelgerichtheidsprincipe. Om woorden aan te duiden die in het geheugen zijn opgeslagen, worden adressen gebruikt - ook binaire woorden, die de nummers van de overeenkomstige geheugencellen aangeven.
Het principe van eenheid van commando's en gegevens(operanden). Hetzelfde machinewoord kan zowel een commando als een operand zijn. De functie die een woord vervult, hangt af van waar het door het besturingsprogramma wordt geplaatst.
Feedbackprincipe. Wanneer bepaalde signalen worden ontvangen, kan de volgorde waarin opdrachten worden uitgevoerd worden gewijzigd.
Machines die gebruik maakten van vacuümbuizen werkten veel sneller, maar de vacuümbuizen zelf faalden vaak. Om ze in 1947 te vervangen, stelden de Amerikanen John Bardeen, Walter Brattain en William Bradford Shockley voor om de stabiele schakelende halfgeleidertransistorelementen te gebruiken die ze hadden uitgevonden. Het gebruik van transistors als elementaire basis van computers heeft het mogelijk gemaakt de omvang van computers vele malen te verkleinen. Dus als computers die op basis van vacuümbuizen zijn gemaakt, enorme hallen bezetten, dan had de eerste minicomputer die in 1965 door Digital Equipment werd uitgebracht, de grootte van een koelkast.
De verbetering van de eerste exemplaren van computers leidde in 1951 tot de creatie van de UNIVAC-computer, die de eerste commercieel geproduceerde computer werd, en het eerste exemplaar ervan werd overgedragen aan het US Census Bureau.
De actieve introductie van transistors in de jaren vijftig ging gepaard met de geboorte van de tweede generatie computers. Eén transistor kon 40 vacuümbuizen vervangen. Als gevolg hiervan nam de snelheid van de machines tien keer toe, met een aanzienlijke vermindering van het gewicht en de afmetingen. Computers begonnen opslagapparaten te gebruiken die waren gemaakt van magnetische kernen en die grote hoeveelheden informatie konden opslaan.
In 1959 werden geïntegreerde schakelingen (chips) uitgevonden, waarbij alle elektronische componenten, samen met geleiders, in een siliciumwafel werden geplaatst. Het gebruik van chips in computers maakt het mogelijk om de stroompaden tijdens het schakelen te verkorten, en de snelheid van berekeningen neemt tientallen keren toe. De afmetingen van de machines zijn aanzienlijk verminderd. Het verschijnen van de chip markeerde de geboorte van de derde generatie computers.
Aan het begin van de jaren zestig werden computers op grote schaal gebruikt voor het verwerken van grote hoeveelheden statistische gegevens, het uitvoeren van wetenschappelijke berekeningen, het oplossen van defensieproblemen en het creëren van geautomatiseerde controlesystemen. De hoge prijs, complexiteit en hoge kosten voor het onderhoud van grote computers beperkten het gebruik ervan op veel gebieden. Door het proces van computerminiaturisatie kon het Amerikaanse bedrijf DIGITAL EQUIPMENT echter in 1965 de PDP-8-minicomputer op de markt brengen voor een prijs van 20.000 dollar, waardoor de computer toegankelijk werd voor middelgrote en kleine commerciële bedrijven.
In 1970 werd opnieuw een belangrijke stap gezet richting de personal computer. INTEL-medewerker Edward Hoff creëerde de eerste microprocessor door meerdere geïntegreerde schakelingen op één siliciumchip te plaatsen. Het geïntegreerde circuit was qua functie vergelijkbaar met de centrale verwerkingseenheid van een grote computer. Dit is hoe de eerste microprocessor Intel-4004 verscheen, waarvan de grootte niet groter was dan 3 cm.
In 1974 kondigden verschillende bedrijven de oprichting aan van een personal computer op basis van de Intel-8008-microprocessor, d.w.z. een apparaat dat dezelfde functies vervult als een grote computer, maar is ontworpen voor één gebruiker.
Een belangrijke bijdrage aan de ontwikkeling van computers werd geleverd door IBM. In 1981 bracht IBM de IBM PC uit, die gebaseerd was op het principe van open architectuur. IBM heeft van zijn computer geen enkel alles-in-één-apparaat gemaakt en het ontwerp niet met patenten beschermd. In plaats daarvan assembleerde ze de computer uit onafhankelijk vervaardigde onderdelen en hield de specificaties van die onderdelen en hoe ze met elkaar verbonden waren niet geheim. Dit leidde ertoe dat veel bedrijven niet langer tevreden waren met de rol van fabrikanten van componenten voor de IBM PC en zelf computers begonnen te assembleren die compatibel waren met de IBM PC. Gebruikers konden hun computers zelfstandig upgraden en uitrusten met extra apparaten. Concurrentie tussen fabrikanten van IBM PC-compatibele computers heeft geleid tot lagere prijzen en snelle verbeteringen in hun kenmerken, en tot een toename in de populariteit van IBM PC-compatibele computers.
Ondanks het feit dat IBM PC-compatibele personal computers het meest gebruikte type computer zijn, zijn hun innog steeds beperkt en is het gebruik ervan niet in alle situaties gerechtvaardigd. Naast IBM PC-compatibele personal computers zijn er:
Supercomputer- Dit zijn computers die zijn ontworpen om problemen op te lossen die enorme hoeveelheden rekenwerk vereisen. De belangrijkste consumenten van supercomputers zijn het leger, meteorologen, geologen en vele andere wetenschappers.
Mainframes of mainframecomputers die zijn ontworpen om grote hoeveelheden informatie te verwerken. Ze onderscheiden zich door uitzonderlijke betrouwbaarheid, hoge prestaties en een zeer hoge doorvoer van I/O-kanalen. Er kunnen duizenden terminals op worden aangesloten.
Minicomputer- Dit zijn computers die een tussenpositie innemen tussen personal computers en mainframes.
Computertype Macintosh-computer- Dit is het enige wijdverbreide type personal computer dat niet compatibel is met de IBM PC.
Zakcomputers of persoonlijke elektronische assistenten zijn kleine computers die ongeveer 300-500 gram wegen.
Huishoudelijke computers, die zijn ingebouwd in verschillende huishoudelijke apparaten en apparaten, bijvoorbeeld een wasmachine, enz.
Een computer (van de Engelse computer - rekenmachine) is een programmeerbaar elektronisch computerapparaat dat is ontworpen voor het opslaan en verzenden van informatie, en voor het verwerken van gegevens. Dat wil zeggen, een computer is een complex van softwaregestuurde elektronische apparaten.
De term ‘personal computer’ is een synoniem voor de afkorting ‘computer’ (elektronische computer). Toen personal computers verschenen, raakte de term mainframe al snel buiten gebruik en werd vervangen door de term "computer", "PC" of "PC".
Een computer kan berekeningen gebruiken om informatie te verwerken volgens een specifiek algoritme. Bovendien zorgt software ervoor dat de computer informatie kan opslaan, ontvangen en ophalen, en deze kan uitvoeren naar verschillende invoerapparaten. De naam van computers komt van hun hoofdfunctie: computergebruik, maar tegenwoordig worden computers naast computers ook gebruikt voor het verwerken van informatie, maar ook voor games.
Het computercircuit werd in 1949 voorgesteld door wiskundige John von Neumann, en sindsdien is het principe van het apparaat vrijwel onveranderd gebleven.
Volgens de principes van von Neumann zou een computer uit de volgende apparaten moeten bestaan:
een rekenkundige logische eenheid die logische en rekenkundige bewerkingen uitvoert;
een opslagapparaat voor het opslaan van gegevens;
een besturingsapparaat dat het proces van programma-uitvoering organiseert;
apparaten voor informatie-invoer/uitvoer.
Het computergeheugen moet uit een bepaald aantal genummerde cellen bestaan, die elk programma-instructies of te verwerken gegevens bevatten. Cellen zijn beschikbaar voor alle computerapparaten.
De meeste computers zijn ontworpen volgens een open architectuurprincipe:
een beschrijving van de configuratie en het werkingsprincipe van een pc, waardoor u een computer kunt samenstellen uit afzonderlijke onderdelen en samenstellingen;
de aanwezigheid in de computer van uitbreidingsslots waarin u apparaten kunt plaatsen die aan een bepaalde standaard voldoen.
Op de meeste computers van tegenwoordig wordt een probleem eerst op een begrijpelijke manier beschreven door informatie in binaire vorm aan te bieden, en vervolgens wordt het verwerkt met behulp van logica en eenvoudige algebra. Omdat bijna alle wiskunde kan worden herleid tot Booleaanse bewerkingen, kunnen de meeste wiskundige problemen worden opgelost met behulp van een snelle elektronische computer. Het resultaat van de berekeningen wordt aan de gebruiker gepresenteerd door informatie-invoerapparaten - printers, lampindicatoren, monitoren, projectoren.
Er werd echter ontdekt dat computers geen enkel wiskundig probleem kunnen oplossen. De Engelse wiskundige Alan Turing beschreef de eerste problemen die niet door een computer konden worden opgelost.
Toepassingen van computers
De eerste computers werden alleen gemaakt voor berekeningen (zoals de naam al doet vermoeden), en de eerste programmeertaal op hoog niveau was Fortran, die alleen bedoeld was voor het uitvoeren van wiskundige berekeningen.
Toen vonden computers een ander gebruik: databases. In de eerste plaats hadden banken en overheden ze nodig. Databases vereisten complexere computers met geavanceerde informatieopslag- en invoer-uitvoersystemen. Om aan deze eisen te voldoen is de Cobol-taal ontwikkeld. Na enige tijd verschenen databasebeheersystemen (DBMS) met hun eigen programmeertalen.
Een ander gebruik van computers is het besturen van verschillende apparaten. Het vakgebied heeft zich geleidelijk ontwikkeld, van zeer gespecialiseerde apparaten (vaak analoog) naar standaardcomputersystemen waarop besturingsprogramma's draaien. Bovendien omvat steeds meer moderne technologie een besturingscomputer.
Tegenwoordig heeft de ontwikkeling van de computer een zodanig niveau bereikt dat deze zowel thuis als op kantoor het belangrijkste informatiehulpmiddel is. Bijna al het werk met informatie wordt dus via een computer uitgevoerd - van het typen van teksten tot het kijken van films. Dit geldt ook voor het opslaan en doorgeven van informatie.
Wetenschappers gebruiken moderne supercomputers om complexe biologische en fysische processen zoals klimaatverandering of kernreacties te simuleren. Sommige projecten worden uitgevoerd met behulp van gedistribueerd computergebruik, waarbij een groot aantal niet erg krachtige computers tegelijkertijd verschillende delen van hetzelfde probleem oplossen, waardoor ze één krachtige computer vormen.
Het meest complexe en nog niet erg ontwikkelde gebied van het gebruik van computers is kunstmatige intelligentie: het gebruik van computers bij het oplossen van problemen die geen duidelijk, relatief eenvoudig algoritme hebben. Voorbeelden van dergelijke taken zijn games, expertsystemen en automatische vertaling van tekst.
mijndiv.net
Proefopdracht - ICT-opdrachten
Laatste werk. Voorbereiding van de samenvatting “Geschiedenis van de ontwikkeling van computertechnologie”
|
sites.google.com
Laatste werk: voorbereiding van het abstract “Geschiedenis van de ontwikkeling van computertechnologie”
1. Maak in een tekstverwerker een nieuw document en kopieer achtereenvolgens de inhoud van de bestanden daarin Introductie.rtf, Het begin van het tijdperk EBM.rtf, Eerste generatie EBM.rtf, Tweede generatie EBM.rtf, Derde generatie EBM. rtf, EBM.rtf van de vierde generatie, Conclusie .rtf.
2. Bewaar het resultaat van uw werk in een persoonlijke map onder de naam Abstract.rtf.
3. Geef een kop aan elk van de zes secties van het document (de sectienamen kunnen dezelfde zijn als de corresponderende bestandsnamen).
4. Formatteer het document volgens de vereisten voor de samenvatting.
5. Voeg de titelpagina die u eerder hebt voorbereid (Title.rtf) toe aan het begin van het document.
6. Voeg een koptekst toe aan de documentpagina's met de titel van de samenvatting.
7. Voeg na de woorden ‘De eerste elektronische computer (computer)’ in de paragraaf ‘Het begin van het computertijdperk’ een voetnoot toe waarin je uitlegt hoe de begrippen ‘computer’ en ‘computer’ met elkaar samenhangen.
8. Zoek informatie over S. A. Lebedev op internet en vul de tekst van de samenvatting ermee aan.
9. Ontdek wanneer en door wie de eerste in massa geproduceerde personal computer werd ontwikkeld, en voeg deze informatie toe aan het betreffende gedeelte van het essay.
10. Zoek afbeeldingen van computers van verschillende generaties op internet. Voeg een van de meest interessante afbeeldingen in de juiste secties in.
11. Voeg aan de samenvatting de paragraaf “Vergelijkende kenmerken van computergeneraties” toe en neem er een tabel in op:
12. Zoek de benodigde informatie op internet en voer deze in de juiste cellen van de tabel in.
13. Voeg een sectie “Lijst met referenties en internetbronnen” toe en neem daarin een lijst op met informatiebronnen die u hebt gebruikt bij het opstellen van uw samenvatting.
14. Pas stijlopmaak toe op elk van de sectiekoppen door de stijl “Kop 1” ervoor te selecteren. Genereer automatisch een nieuwe sectie 'Inhoudsopgave'.
15. Sla het bestand met de wijzigingen op in je persoonlijke map, print het uit en stuur het ter beoordeling naar je docent.
Het invullen van de items 1 t/m 5 van de functiebeschrijving komt overeen met de beoordeling ‘voldoende’;
urok28-7klass.blogspot.ru
