Предложите классификацию современных персональных компьютеров изобразите ее в виде графа кратко
Обновлено: 05.07.2024
Персональным компьютером называется электронный прибор для автоматизации создания, хранения, обработки и передачи информации.
Компьютеры отличаются от счетных приборов тем, что работают по заложенным в них программам. Управляя компьютером, человек запускает определенную последовательность программ, которые и выполняют требуемую задачу.
Взаимодействие между компьютером и человеком с помощью программ называется программным интерфейсом.
Физические устройства с помощью которых человек управляет программами и получает информацию от персонального компьютера называется аппаратным интерфейсом.
Исторически основным назначением компьютера является вычислительная работа. Вычисления практически любого класса сложности в настоящее время ведутся с помощью персонального компьютера. С помощью компьютера рассчитываются самые сложные машины и механизмы, прогноз погоды, анализируется работа предприятий и т.п.
Для того, чтобы изучить работу какого-то объекта в определенной среде необходимо построить его модель и испытать ее в различных условиях. Не обязательно строить эту модель в натуре, зачастую возможно использовать информационную модель. Однако для того, чтобы персональный компьютер мог обработать эту модель ее нужно представить в виде понятном для компьютера. Преобразованная модель называется компьютерной моделью.
Компьютерная модель — это форма представления информационной модели ориентированная на выбранную программную среду.
Исследование компьютерных моделей с помощью персонального компьютера называется компьютерным моделированием. Позднее мы очень подробно рассмотрим этот раздел человеческой деятельности.
Для того, чтобы использовать в работе какие-то данные их нужно предварительно собрать, сохранить и использовать в нужный момент нужные данные. Такая работа может быть выполнена с помощью специального программного обеспечения, которая называется система управления базами данных. Исходный материал организуется специальным образом, хранится на магнитных носителях и затем из него извлекается нужная информация.
Но ЭВМ может не только обрабатывать информацию, но и на основании существующей базы знаний она может управлять отдельным устройством, системой или даже группой систем. Например, персональный компьютер может управлять системой распределения железнодорожных билетов на всех железных дорогах страны. Причем в отличие от человека возможность ошибок почти исключена.
Классификация современных компьютеров
Любые объекты, процессы, явления, в том числе и компьютеры, могут быть классифицированы, т.е. объединены в общие группы с одинаковыми параметрами. Каждая совокупность параметров порождает свою классификацию.
Вычислительные машины могут быть классифицированы по разным признакам: по принципу действия, по этапам создания, по назначению, по размерам и функциональным возможностям и по многим другим параметрам. Рассмотрим классификацию персональных компьютеров по основным группам параметров.
При характеристике каждого класса отдельные модели сравниваются по таким основным параметрам, как быстродействие и объем оперативной памяти. Под быстродействием понимается число коротких операций, выполняемых за одну секунду. Короткая операция — это действие типа сложения.
Единицей измерения быстродействия является число операций в секунду (оп/с). Существуют более крупные единицы измерения:
МИПС — миллион операций над числами с фиксированной запятой;
МФЛОПС — миллион операций над числами с плавающей запятой;
ГФЛОПС — миллиард операций над числами с плавающей запятой;
В настоящее время все чаще быстродействие оценивается тактовой частотой персонального компьютера. Это определяется тем, что для выполнения каждой операции требуется определенное число тактов. В персональном компьютере с тактовой частотой 100 МГц обеспечивается быстродействие 20 МИПС.
Кроме быстродействия возможности персонального компьютера определяются следующими параметрами:
― разрядность и форма представления чисел;
― емкость оперативной памяти;
― емкость внешней памяти;
― пропускная способность узлов связи ЭВМ;
― возможность работы в многозадачном режиме;
― типы операционных систем, применяемых в машине;
― программная совместимость с другими типами ЭВМ;
― возможность подключения к сети;
Классификация компьютеров по принципу действия
По принципу действия компьютеры делятся на три класса: аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ) и гибридные (ГВМ). Критерием классификации является форма представления информации . с которой они работают.
Аналоговые вычислительные машины — это вычислительные машины непрерывного действия, которые работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений физической величины (чаще всего электрического напряжения).
Аналоговые машины применяют для вычислений с любой скоростью и не требующих высокой точности. Обычно решают математические задачи с дифференциальными уравнениями, не требующие сложной логики.
Цифровые вычислительные машины — это вычислительные машины дискретного действия, которые работают с информацией представленной в дискретной (цифровой) форме.
Это обычные широко распространенные ЭВМ с электрическим представлением цифровой информации.
Гибридные вычислительные машины работают с информацией представленной и в цифровой и в аналоговой форме. Совмещающие достоинства АВМ и ЦВМ.
Эти машины применяют для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.
Классификация компьютеров по этапам создания
Классификация ведется по этапам создания и по элементной базе. По этим признакам ЭВМ условно делятся на поколения:
Первое поколение, 50-е гг.: ЭВМ на электронных вакуумных лампах;
Второе поколение, 60-е гг.: ЭВМ на транзисторах;
Третье поколение, 70-е гг.: ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (от сотен до тысяч транзисторов в одном корпусе);
Четвертое поколение, 80-е гг.: ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах — микропроцессорах (от десятков тысяч до миллионов транзисторов в одном кристалле;
Пятое поколение, 90-е гг.: ЭВМ со многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить системы знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;
Шестое и последующие поколения: оптоэлектронные ЭВМ с нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (до десятков тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру биологических систем.
Микропроцессор (МП)
Это основной блок персонального компьютера, который предназначен для выполнения основных арифметических операций и управления работой блоков компьютера. В его состав входят:
Устройство управления (УУ)
Устройство управления подает управляющие импульсы во все блоки компьютера, учитывая текущее состояние работы, формирует адреса ячеек памяти, для операций и передает их в блоки персонального компьютера. Опорная последовательность импульсов УУ получает от генератора тактовых импульсов.
Интерфейсная система МП
Интерфейсная система МП служит для связи между устройствами персонального компьютера. В нее входят
внутренний интерфейс МП;
буферные запоминающие регистры;
схемы управления портами ввода вывода и системной шиной.
Интерфейс (interface) — совокупность средств управления и связи устройств ПК, обеспечивающее их эффективное взаимодействие.
Порт ввода вывода (I/O — Input/Jutput port) — аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к МП другие устройства персонального компьютера.
Системная шина
Системная шина является основной интерфейсной системой персонального компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Она обеспечивает передачу информации между микропроцессором и оперативной памятью; между микропроцессором и портами ввода вывода внешних устройств; между оперативной памятью и портами ввода вывода (в режиме прямого доступа к памяти).
Системная шина включает в себя:
Кодовую шину данных (КШД), которая содержит провода и схемы сопряжения для передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда.
Кодовую шину адреса (КША), которая содержит провода и схемы сопряжения для передачи кода адреса операнда. Операнд может находиться либо в ячейке основной памяти либо на внешнем устройстве.
Кодовую шину инструкций (КШИ), которая содержит провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов) во все блоки машины.
Шину питания для подачи энергии в блоки машины.
Основная память (ОП)
Основная память предназначена для хранения информации и обмена ею с другими блоками персонального компьютера. Основная память содержит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).
ПЗУ хранит неизменяемую программную и справочную информацию. ОЗУ служит для записи, хранения и считывания оперативной информации, т.е. той, которая необходима в текущий момент времени.
Достоинства ОЗУ: быстродействие, прямой доступ к ячейке. К недостаткам ОЗУ следует отнести энергозависимость.
Внешняя память
Внешняя память служит для долговременного хранения информации. Из всех видов внешних носителей наиболее распространены накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках. Кроме них применяются накопители на оптических дисках (CD-ROM — Compact Disk Read Only Memory), накопители на магнитной ленте (стриммеры) и др.
Источник питания
Источником питания в ПК является блок, который содержит системы автономного и сетевого электропитания.
Таймер
Это внутримашинные электронные часы с независимым электропитанием и автоматическим съемом момента времени. Обычный шаг времени 0,1 Мкс.
Внешние устройства (ВУ)
Внешние устройства это важнейшая часть ПК, которая составляет 50-80% стоимости всего компьютера, обеспечивающая связь машины со внешней средой: пользователями, другими машинами, различными устройствами.
По назначению выделяют следующие виды:
внешние запоминающие устройства или внешняя память ПК (ВЗУ);
диалоговые средства пользователя;
средства связи и коммуникации.
Дополнительные схемы
К дополнительным схемам следует отнести такие устройства как
контроллер прямого доступа к памяти;
сопроцессор ввода вывода;
Прерыванием называется временный останов работы программы для оперативного выполнения другой (приоритетной) программы.
Принципы дЖона Фон Неймана
Джон Фон Нейман предложил следующее устройство ЭВМ:
АЛУ – арифметико-логическое устройство
УУ – устройство управления
УВВ – устройства ввода/вывода
ЗУ – запоминающее устройство
Память ПК должна состоять из некоторого количества ячеек, ячейки должны быть строго пронумерованы. В каждой могут находится либо данные, либо команды (код операции).
Назначение компьютера.
Персональным компьютером называется электронный прибор для автоматизации создания, хранения, обработки и передачи информации.
Компьютеры отличаются от счетных приборов тем, что работают по заложенным в них программам. Управляя компьютером, человек запускает определенную последовательность программ, которые и выполняют требуемую задачу.
Взаимодействие между компьютером и человеком с помощью программ называется программным интерфейсом.
Физические устройства с помощью которых человек управляет программами и получает информацию от персонального компьютера называется аппаратным интерфейсом.
Исторически основным назначением компьютера является вычислительная работа. Вычисления практически любого класса сложности в настоящее время ведутся с помощью персонального компьютера. С помощью компьютера рассчитываются самые сложные машины и механизмы, прогноз погоды, анализируется работа предприятий и т.п.
Для того, чтобы изучить работу какого-то объекта в определенной среде необходимо построить его модель и испытать ее в различных условиях. Не обязательно строить эту модель в натуре, зачастую возможно использовать информационную модель. Однако для того, чтобы персональный компьютер мог обработать эту модель ее нужно представить в виде понятном для компьютера. Преобразованная модель называется компьютерной моделью.
Компьютерная модель — это форма представления информационной модели ориентированная на выбранную программную среду.
Исследование компьютерных моделей с помощью персонального компьютера называется компьютерным моделированием. Позднее мы очень подробно рассмотрим этот раздел человеческой деятельности.
Для того, чтобы использовать в работе какие-то данные их нужно предварительно собрать, сохранить и использовать в нужный момент нужные данные. Такая работа может быть выполнена с помощью специального программного обеспечения, которая называется система управления базами данных. Исходный материал организуется специальным образом, хранится на магнитных носителях и затем из него извлекается нужная информация.
Но ЭВМ может не только обрабатывать информацию, но и на основании существующей базы знаний она может управлять отдельным устройством, системой или даже группой систем. Например, персональный компьютер может управлять системой распределения железнодорожных билетов на всех железных дорогах страны. Причем в отличие от человека возможность ошибок почти исключена.
Классификация современных компьютеров
Любые объекты, процессы, явления, в том числе и компьютеры, могут быть классифицированы, т.е. объединены в общие группы с одинаковыми параметрами. Каждая совокупность параметров порождает свою классификацию.
Вычислительные машины могут быть классифицированы по разным признакам: по принципу действия, по этапам создания, по назначению, по размерам и функциональным возможностям и по многим другим параметрам. Рассмотрим классификацию персональных компьютеров по основным группам параметров.
При характеристике каждого класса отдельные модели сравниваются по таким основным параметрам, как быстродействие и объем оперативной памяти. Под быстродействием понимается число коротких операций, выполняемых за одну секунду. Короткая операция — это действие типа сложения.
Единицей измерения быстродействия является число операций в секунду (оп/с). Существуют более крупные единицы измерения:
МИПС — миллион операций над числами с фиксированной запятой;
МФЛОПС — миллион операций над числами с плавающей запятой;
ГФЛОПС — миллиард операций над числами с плавающей запятой;
В настоящее время все чаще быстродействие оценивается тактовой частотой персонального компьютера. Это определяется тем, что для выполнения каждой операции требуется определенное число тактов. В персональном компьютере с тактовой частотой 100 МГц обеспечивается быстродействие 20 МИПС.
Кроме быстродействия возможности персонального компьютера определяются следующими параметрами:
Андрей Садовых запись закреплена
Информатика
Тема урока: "История ЭВМ"
I. Изучите материалы презентации во вложении.
II. Ответьте на вопросы в тетради и пришлите:
1. Что понимают под информационными революциями?
2. По какому принципу ЭВМ делятся на поколения?
3. Предложите классификацию современных персональных компьютеров. Изобразите её в виде графа.
Можно также использовать параграф 23 учебника
После изучения темы обуающиеся должны иметь представление,на какие категории можно разделить компьютеры, О программно-аппаратных инфраструктурах универсальных настольных ПК, блокнотных компьютеров, карманных ПК, компьютеров-телефонов, носимых ПК, специализированных ПК, суперкомпьютеров.
Классификация персональных компьютеров
Цель: дать основное представление о существующей классификации ПК, помочь пользователю сориентироваться на рынке технических средств компьютерной индустрии.
После изучения темы вы должны иметь представление:
На какие категории можно разделить компьютеры
О программно-аппаратных инфраструктурах универсальных настольных ПК, блокнотных компьютеров, карманных ПК, компьютеров-телефонов, носимых ПК, специализированных ПК, суперкомпьютеров.
Универсальные настольные ПК
Карманные персональные компьютеры
Носимые персональные компьютеры
Причин использования персональных компьютеров (ПК) в профессиональной деятельности может быть множество, и в зависимости от целей и решаемых задач для автоматизации рабочего места специалиста выбирается определенный тип компьютера.
Все компьютеры можно разделить на несколько категорий:
базовые настольные ПК — универсальные настольные ПК;
мобильные компьютеры — карманные (ручные) и блокнотные, или планшетные, ПК (ноутбуки), а также носимые (надеваемые) компьютеры и телефоны-компьютеры;
специализированные ПК — сетевые компьютеры, рабочие станции и серверы высокого уровня;
Каждой категории компьютеров соответствует своя специфичная программно-аппаратная инфраструктура.
Универсальные настольные ПК
Обычный настольный персональный компьютер состоит из системного блока, монитора, клавиатуры и мыши.
Самая важная часть компьютера — системный блок, содержащий процессор и оперативную память (memory), — сердце и мозг ПК, жесткий диск, или винчестер (HDD — hard disk drive), дисковод (FDD — floppy disk drive), CD-ROM и несколько так называемых портов (COM, LTP, USB — port) — плат, снабженных разъемами для присоединения к компьютеру дополнительных устройств: для печати — принтера, для связи с другими компьютерами — модема, для ввода изображений в компьютер — сканера и некоторых других устройств.
Рис. 1.1. Настольный ПК
Блокнотные компьютеры
Блокнотный (планшетный) ПК (notebook) — это полноценный переносной компьютер небольших габаритных размеров и малой массы (рис. 1.2).
Популярны следующие модели ноутбуков: Hewlett-Packard (модель Omnibook), IBM-TransNote (модель ThinkPad), K-Systems (модель SkyBook) и др.
Рис. 1.2. Блокнотный (планшетный) ПК (notebook)
Карманные персональные компьютеры
Карманный ПК имеет размеры электронной записной книжки и массу около 300 г, операционную систему, подходящую для работы полноценного программного обеспечения — текстового редактора, табличного процессора, игр, баз данных, деловой графики. Компьютеры снабжены монохромным или цветным жидкокристаллическим экраном.
Самые распространённые карманные компьютеры на сегодняшний день семейства Palm. Ввод данных на КПК осуществляется с помощью стило (пера).
Рис. 1.3. Карманный персональный компьютер
Компьютеры-телефоны
2001 г. ознаменован появлением устройства, совмещающего в себе функции телефона и КПК. Первым комбинированным устройством был PdQ Smartphone компании Qualcomm (ныне Куосега).
Smartphone открыл новую эру устройств, призванных освободить пользователей от необходимости носить с собой сразу два аппарата: сотовый телефон и карманный ПК.
Носимые персональные компьютеры
Можно ли надеть компьютер? Оказывается, да.
Область применения НПК довольно обширна. Они могут эффективно использоваться самыми разными специалистами, как спасателями из служб по чрезвычайным и аварийным ситуациям, так и официантами в ресторанах быстрого обслуживания. Полезными окажутся НПК для проведения инвентаризации и осуществления контроля, при операциях с недвижимостью, в страховом бизнесе, строительстве, геодезии, медицине, обучении в реальных условиях и т. д.
Самый маленький НПК был создан в Японии. Корпорация Seiko Instruments выпустила две модели НПК под названием Ruputer МР 110 и RuputerPro MP 120. Внешне оба компьютера напоминают электронные часы советского производства образца середины 80-х гг. XX в. — настолько они толстые и непривычно массивные на вид для японских.
Специализированные ПК
К специализированным ПК относятся сетевые компьютеры, рабочие станции и серверы высокого уровня.
Сетевые компьютеры, предлагаемые компаниями Sun, Oracle и IBM, не располагают локальной дисковой памятью и поэтому зависят от сети и серверов. Сетевые компьютеры и сервер приложений управляются собственной фирменной ОС, которая отличается от Windows, но в которой можно запускать Windows-приложения.
Суперкомпьютеры
Среди областей применения суперкомпьютеров можно отметить атомную и ядерную физику, метеорологию, сейсмологию, математическое моделирование.
Основным ядром суперкомпьютера является мощный компьютерный комплекс, в котором объединены до 12 двухпроцессорных серверов на базе последних моделей Intel Pentium. Они могут работать автономно или в составе объединенной системы. Оперативная память такого комплекса составляет 7 Гбайт, а общее дисковое пространство более 200 Гбайт.
Производить такие машины могут лишь три страны - США, Япония и Россия.
Из пятисот самых мощных суперкомпьютеров мира, 52% приходятся на IBM. Шесть из первой десятки - это тоже разработки IBM. Кто занимает первое место? Разумеется, IBM - система Blue Gene/L в американской Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора, ощетинившаяся 136,8 терафлопсами.
На данный момент IBM Blue Gene/L - самый мощный компьютер, построенный на Земле.
Контрольные вопросы
Приведите классификацию персональных компьютеров.
Из каких компонентов состоит настольный ПК?
Как могут быть применены в вашей профессиональной деятельности ноутбуки и компьютеры-телефоны?
Андрей Садовых запись закреплена
Информатика
Тема урока: "История ЭВМ"
I. Изучите материалы презентации во вложении.
II. Ответьте на вопросы в тетради и пришлите:
1. Что понимают под информационными революциями?
2. По какому принципу ЭВМ делятся на поколения?
3. Предложите классификацию современных персональных компьютеров. Изобразите её в виде графа.
Можно также использовать параграф 23 учебника
Читайте также: