В чем выражается ограниченность области применения персональных компьютеров кратко

Обновлено: 05.07.2024

Целью реферата является выделение областей применения и тенденций развития современных ПК.
В связи с поставленной целью можно выделить следующие задачи моей работы:
выделить основные области применения ПК;
изучить автоматизированные системы;
рассмотреть основные области применения компьютеров;
изучить тенденция развития ПК и ЭВМ;
сравнить развитие персональных компьютеров и рабочих станций.

Содержание работы

ВВЕДЕНИЕ 3
1 ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ПК 4
1.1 ОСНОВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПК 4
1.2 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ 5
2 ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ ПК 11
2.1 ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ПК 11
2.2 ПЕРСОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ И РАБОЧИЕ СТАНЦИИ 12
2.3 ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЭВМ 14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 15
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 17

Файлы: 1 файл

Реферат_20 Симако_1.docx

В пятидесятых-шестидесятых годах фирмы производящие компьютеры, которые были тогда доступны лишь крупным компаниям и учреждениям из-за своих размеров и цены, стали стремиться производить компьютеры, которые были бы меньше и дешевле, чем у их конкурентов. Это делалось в борьбе за покупателей, в борьбе за увеличение объемов продаж. Благодаря изобретению транзисторов, памяти на магнитных сердечниках, миниатюризации внешних устройств, появлению интегральных схем, стало возможным появление в 1965 году мини-компьютера PDP-8 размером с холодильник и стоимостью 20 тысяч долларов. В конце 1970 года был выпущен в продажу первый микропроцессор

Intel-4004 — интегральная схема, аналогичная по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Вслед за этим четырехбитным, появились восьми битные модели 8008 и 8080, которые до конца семидесятых стали стандартом компьютерной индустрии. Деловой мир всего мира увидел, что покупать компьютеры весьма выгодно: с их помощью стало возможно значительно эффективнее выполнять бухгалтерские расчеты, составлять документы и так далее. В результате оказалось, что для многих организаций необходимые им расчеты можно выполнять не на больших ЭВМ, а на персональных компьютерах, что значительно дешевле.

Действительно, персональный компьютер очень напоминает обыкновенный конструктор: схемы, управляющие всеми устройствами — монитором, дисками, принтером, модемом и т.д., реализованы на отдельных платах, которые вставляются в стандартные разъемы системной платы — слоты. Весь компьютер питается от единого блока питания. Этот принцип, названный принципом открытой архитектуры, наряду с другими достоинствами обеспечил потрясающий успех персональному компьютеру IBM.

В настоящее время индустрия производства компьютеров и программного обеспечения для них является одной из наиболее важных сфер экономики развитых стран. Ежегодно в мире продаются десятки миллионов компьютеров и еще больше программ для них. Крупные производители компьютерной техники вкладывают миллиарды долларов в научно-исследовательские разработки, а бюджеты компьютерных игр превосходят бюджеты Голливудских фильмов. Отрасли, связанные с компьютерами самые быстроразвивающиеся и прибыльные. В чем же причина такого стремительного роста индустрии персональных компьютеров? Одна из причин — их невысокая стоимость (как правило, от нескольких сотен до десяти тысяч долларов) и их сравнительная выгодность для многих деловых применений по сравнению с большими ЭВМ. Но есть и другие:

2.2 Персональные компьютеры и рабочие станции

Персональные компьютеры (ПК) появились в результате эволюции миникомпьютеров при переходе элементной базы машин с малой и средней степенью интеграции на большие и сверхбольшие интегральные схемы.

Миникомпьютеры стали прародителями и другого направления развития современных систем — 32-разрядных машин. Создание RISC-процессоров и микросхем памяти емкостью более 1 Мбит привело к окончательному оформлению настольных систем высокой производительности, которые сегодня известны как рабочие станции. Первоначальная ориентация рабочих станций на профессиональных пользователей (в отличие от ПК, которые в начале ориентировались на самого широкого потребителя- непрофессионала) привела к тому, что рабочие станции — это хорошо сбалансированные системы, в которых высокое быстродействие сочетается с большим объемом оперативной и внешней памяти, высокопроизводительными внутренними магистралями, высококачественной и быстродействующей графической подсистемой и разнообразными устройствами ввода/вывода. Это свойство выгодно отличает рабочие станции среднего и высокого класса от ПК и сегодня.

Среди других факторов, способствующих этому процессу, следует выделить:

Применение ПК стало более разнообразным. Помимо обычных для этого класса систем текстовых процессоров, даже средний пользователь ПК может теперь работать сразу с несколькими прикладными пакетами, включая электронные таблицы, базы данных и высококачественную графику.

Адаптация графических пользовательских интерфейсов существенно увеличила требования пользователей ПК к соотношению производительность/стоимость. И хотя оболочка MS Windows может работать на моделях ПК 386SX с 2 Мбайтами оперативной памяти, реальные пользователи хотели бы использовать все преимущества подобных систем, включая возможность комбинирования и эффективного использования различных пакетов.

Широкое распространение систем мультимедиа прямо зависит от возможности использования высокопроизводительных ПК и рабочих станций с адекватными аудио и графическими средствами, и объемами оперативной и внешней памяти.

Слишком высокая стоимость мэйнфреймов и даже систем среднего класса помогла сместить многие разработки в область распределенных систем и систем клиент-сервер, которые многим представляются вполне оправданной по экономическим соображениям альтернативой. Эти системы прямо базируются на высоконадежных и мощных рабочих станциях и серверах.

В начале представлялось, что необходимость сосредоточения высокой мощности на каждом рабочем месте приведет к переходу многих потребителей ПК на UNIX-станции. Это определялось частично тем, что RISC-процессоры, использовавшиеся в рабочих станциях на базе UNIX, были намного более производительными по сравнению с CISC-процессорами, применявшимися в ПК, а частично мощностью системы требующими все большей и большей мощности для реализации сложных, сетевых прикладных систем, включая системы мультимедиа. Это привело к временному отступлению производителей ПК на базе микропроцессоров Intel. Острая конкуренция со стороны производителей UNIX-систем и потребности в повышении производительности огромной уже инсталлированной базы ПК, заставили компанию Intel форсировать разработку высокопроизводительных процессоров семейства и Pentium.

Процессоры и Pentium, при разработке которого были использованы многие подходы, применявшиеся ранее только в RISC-процессорах, а также использование других технологических усовершенствований, таких как архитектура локальной шины, позволили снабдить ПК достаточной мощностью, чтобы составить конкуренцию рабочим станциям во многих направлениях рынка коммерческих приложений. Правда, для многих других приложений, в частности, в области сложного графического моделирования, ПК все еще сильно отстают [9].

2.3 Тенденции развития ЭВМ

При разработке и создании собственно ЭВМ существенный и устойчивый приоритет в последние годы имеют сверхмощные компьютеры - суперЭВМ и миниатюрные, и сверхминиатюрные ПК. Ведутся, как уже указывалось, поисковые работы по созданию ЭВМ 6-го поколения, базирующихся на распределенной нейронной архитектуре, нейрокомпьютеров. В частности, в нейрокомпьютерах могут использоваться уже имеющиеся специализированные сетевые МП — транспьютеры.

Несмотря то, что область применения персональных компьютеров очень широка, имеются задачи, которые лучше решать на более мощных ЭВМ.

Наиболее часто проявляющиеся ограничения - по объему обрабатываемой информации и по скорости вычислений. во многих случаях требуется обрабатывать большие объемы информации и делать это быстро. К таким областям относятся банковское дело, системы резервирования авиа и железнодорожных билетов и т.д. Например, на персональном компьютере легко можно создать базу данных индивидуального пользования с названиями и характеристиками журналов, по какой либо предметной области. Но для создания базы данных, в которой хранились бы рефераты статей из этих журналов или даже сами тексты статей, к которой одновременно могли бы обращаться сотни пользователей, потребуются уже большие ЭВМ.

При обработке больших объемов информации часто оказывается наиболее целесообразным совместное использование компьютеров разного уровня, где на каждом уровне решаются те задачи, которые соответствуют его возможностям.

Например, в крупном коммерческом банке обработка информации о клиентах и расчетах, скорее всего потребует большую ЭВМ, а ввод данных и анализ результатов может осуществляться и на персональных компьютерах.

Интенсивные вычисления. Во многих задачах оказывается недостаточной вычислительная мощность персональных компьютеров. Например, расчет механической прочности конструкции из нескольких сотен элементов можно сделать и на персональном компьютере, но если надо рассчитать прочность конструкции из сотен тысяч элементов, то потребуется уже большая ЭВМ или даже суперЭВМ. Другим примером является компьютерное производство видеофильмов.

Основы цифровой электроники

В настоящее время цифровой способ обработки информации преобладает над аналоговым. Основными преимуществами цифровых систем обработки информации являются:

1. меньшее потребление тока;

2. большая помехоустойчивость;

3. меньшая зависимость от температуры окружающей среды;

4. относительная простота технической реализации;

5. наличие эффективных способов обработки информации, представленной в цифровом виде.

В основе большинства современных цифровых схем лежит двоичная система счисления, в которой квантование сигнала осуществляется на 2 логических уровня: уровень логического нуля и уровень логической единицы. Как правило, логическому нулю соответствует 0В, а логической единице - 5В.

Система счисления - это принятый способ записи чисел и сопоставления этим записям реальных значений чисел. Все системы счисления можно разделить на два класса: позиционные (двоичная, десятичная, шестнадцатеричная) и непозиционные (римские цифры). Для записи чисел в различных системах счисления используется некоторое количество отличных друг от друга знаков. Число таких знаков в позиционной системе счисления называется основанием системы счисления.

Числа, используемые в цифровой электронике. Двоичная система счисления

Перевод чисел из десятичной системы счисления в двоичную и

Обратно

Вспомним перевод чисел из двоичной системы в десятичную и обратно в десятичной системе счисления число

8542=8·10 3 +5·10 2 +4·10 1 +2·10 0 .

Как видим основанием степени в десятичной системе счисления является число 10, аналогично в Двоичной системе число 2 является основанием степени: 101010=1·2 5 +0·2 4 +1·2 3 +0·2 2 +1·2 1 +0·2 0 =32+0+8+0+2+0=42.

Обратный перевод осуществляется последовательным делением на 2 и записью остатков от деления в обратном порядке Обратный перевод числа 42 из десятичной системы счисления в двоичную поясняет рис.1.

Рисунок 2.1 - Перевод числа 42 из десятичной системы в двоичную (стрелкой показано направление записи результата)

Двоичная арифметика

Рассмотрим операции сложения, вычитания и умножения двоичных цифр (одноразрядных двоичных чисел):

сложение: 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0 + перенос.

вычитание: 0-0=0 1-0=1 0-1=1 +заем 1-1=0

умножение: 0·0=0 1·0=0 0·1=0 1·1=1

На основании приведенных выше примеров рассмотрим операции сложения вычитания и умножения для многоразрядных двоичных чисел

Пример на сложение:

Рисунок 2.2 - Сложение

В десятичной системе этому примеру соответствует 170+60=230. Стрелочками показаны соответствующие переносы.

Пример на вычитание:

Рисунок 2.3 - Вычитание

В десятичной системе этому примеру соответствует 134-60=74. Стрелочками показаны заёмы в старших разрядах.

На первых порах открытость архитектуры IBM PC была выгодна фирме IBM. Она обеспечила коммерческий успех компьютеру и позволила фирме сравнительно легко выпускать новые модели, сохраняя совместимость со старыми, чтобы все программы и все устройства, разработанные для старых моделей IBM PC, работали и с новыми.

В 1983 г. был выпущен компьютер IBM PC XT, имеющий встроенный жесткий диск.

В 1985 г. - компьютер IBM PC AT на основе нового микропроцессора Intel-80286, работающий в 3-4 раза быстрее IBM PC XT.

Однако очень скоро другие фирмы перестали довольствоваться ролью производителей комплектующих и начали сами собирать компьютеры, совместимые с IBM PC. Они стали перенимать все разработки фирмы IBM (например, видеоадаптеры CGA, EGA и позднее VGA), а за счет того, что им не приходилось нести огромных издержек фирмы IBM, они смогли продавать свои компьютеры значительно дешевле (иногда в 2-3 раза) аналогичных компьютеров фирмы IBM.

Более того, эти фирмы стали реализовывать многие технические достижения быстрее, чем IBM. Так, первые компьютеры на основе микропроцессоров Intel-80386 были выпущены уже не IBM. И очень скоро IBM оказалась не монополистом в выпуске разработанных ею компьютеров, а одной из сотен конкурирующих фирм, каждая из которых стремится сделать компьютеры быстрее, производительнее, надежнее и, естественно, дешевле. Все попытки фирмы IBM вновь монополизировать рынок (например, выпуск компьютеров IBM PS/2) не увенчались успехом.

Причины успеха персональных компьютеров

невысокая стоимость компьютеров (как правило, от нескольких сотен до десяти тысяч долларов) и их сравнительная выгодность для многих деловых применений по сравнению с большими ЭВМ и мини ЭВМ;

возможность индивидуального взаимодействия с компьютером, без каких либо посредников и ограничений;

относительно высокие возможности по переработке информации (типичная скорость - несколько миллионов операций в секунду, емкость оперативной памяти - от нескольких сотен Кбайт до сотен Мбайт, емкость жестких дисков - несколько от нескольких сотен Мбайт до десятков Гбайт);

высокая надежность и простота ремонта, основанные на интеграции компонентов компьютера;

возможность расширения и адаптации к особенностям применения компьютеров - один и тот же компьютер может быть оснащен различными периферийными устройствами и разным программным обеспечением;

наличие программного обеспечения, охватывающего практически все сферы человеческой деятельности, а также мощных систем для разработки нового программного обеспечения;

возможность объединения в сети, что позволяет десяткам и сотням пользователей легко обмениваться информацией и одновременно получать доступ к общим базам данных;

Ограниченность области применения персональных компьютеров

Интенсивные вычисления. Во многих задачах оказывается недостаточной вычислительная мощность персональных компьютеров. Например, расчет механической прочности конструкции из нескольких сотен элементов можно сделать и на персональном компьютере, но если надо рассчитать прочность конструкции из сотен тысяч элементов, то потребуется уже большая ЭВМ или даже суперЭВМ. Другим примером является компьютерное производство видеофильмов.

Персональный компьютер, ПК — компьютер, предназначенный для эксплуатации одним пользователем, то есть для личного использования.

У персонального компьютера есть два важных преимущества по сравнению со всеми другими видами компьютеров: он имеет относительно простое управление и может решать достаточно широкий класс задач. В англоязычных источниках ПК звучит как Personal Computer и имеет сокращение PC. В России можно встретить и другое название ПЭВМ – это Персональная Электронно-вычислительная машина. Таким образом, ПК является вычислительной машиной, служащей для работы, доступа и использования возможности сетей; это платформа для игр и мультимедийных возможностей.

Содержание

История

В начале своего развития компьютеры были большой редкостью, а основными их покупателями были крупные организации, но со временем, они стали появляться в открытых продажах, что сделало их более доступными для простых покупателей, с возможностью использования их в личных целях, что и утвердило название таких вычислительных машин - персональными компьютерам.

Сам термин персональный компьютер был использован впервые в 1964 году итальянской фирмой Olivetti. В 1975 году массовый выпуск компьютера Альтаир 8800 послужил началом линии производства персональных компьютеров, а вот персональные компьютеры похожие на современные появились только в 80-х годах 20-го столетия. В те годы ПК называли любой компьютер, который имел архитектуру IBM PC, что означало совместимость составных компонентов одних компьютеров с другими.

Массовый выпуск ПК аналогичных современным компьютерам начался в 1995 году, чему способствовал выход такой операционной системы как Windows 95. Навыков для использования компьютеров под её управлением если и требовалось, то намного меньше, чем до её выхода. В СССР широко использовался термин ПЭВМ, собственно это были всё те же вычислительные машины, а персональное использование таких компьютеров служило их предназначением по определению [Источник 1] .

Принципы, лежащие в основе построения большинства компьютеров

Данные принципы были сформулированны Джоном фон Нейманом:

Принцип программного управления - программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Принцип однородности памяти - программы и иные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными!
Принцип адресности - основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек [Источник 2] .

Компьютеры, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру. Архитектура компьютера определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера, к которым относятся: центральный процессор, основная память, внешняя память, периферийные устройства.

Конструктивно персональные компьютеры выполнены в виде центрального системного блока, к которому через специальные разъемы присоединяются другие устройства. В состав системного блока входят все основные узлы компьютера: системная плата, блок питания, накопитель на жестком магнитном диске, накопитель на оптическом диске, разъемы для дополнительных устройств.

На системной (материнской) плате в свою очередь размещаются: микропроцессор, математический сопроцессор, генератор тактовых импульсов, микросхемы памяти, контроллеры внешних устройств, звуковая и видеокарты и другие устройства.

Основные устройства персонального компьютера

Основные устройства компьютера - аппаратные средства, т.е. механические, электрические и электронные узлы и компоненты компьютера.

основной микропроцессор - большая электронная (интегральная) схема, регулирующая движение электрических сигналов и осуществляющая управление устройствами компьютера, а также выполняющая все вычисления;
оперативная память;
электронные схемы (контролеры): микропроцессоры, синхронизирующие работу внутренних и внешних устройств ПК;
порты ввода-вывода – специальные устройства, обеспечивающие обмен данными между внешними и внутренними устройствами ПК.

Основные функциональные характеристики ПК

производительность;
быстродействие;
тактовая частота;
разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса;
типы системного и локальных интерфейсов;
емкость оперативной памяти;
емкость накопителя на жестких магнитных дисках;
наличие и тип накопителя на оптических дисках;
наличие и тип модема;
наличие и виды мультимедийных средств;
имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы;
аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ;
возможность работы в вычислительной сети;
надежность;
стоимость;
габариты и вес

Виды персональных компьютеров

Стационарные ПК

Стационарный компьютер - это персональный компьютер, состоящий из отдельных конструктивно завершенных частей, как например системного блока, монитора и клавиатуры, соединенных интерфейсными кабелями с системным блоком, не предназначенный для переноски.

Десктоп

Tower

Моноблок

Моноблок - конструктивная схема стационарного ПК в которой системный блок, монитор и, в настоящее время, микрофон, звуковая колонки, веб-камера конструктивно объединены в одно устройство. Такой ПК занимает минимум пространства и более привлекателен с эстетической точки зрения. Также такой ПК и более транспортабелен, чем стационарный ПК. Но у моноблоков сравнительно трудная масштабируемость такого ПК и самостоятельная техническая модернизация, техническое обслуживание. Например если у моноблока сломается, например, микрофон, то заменить его на исправный нередко возможно только в сервис-центре. Моноблоки широко применяются в тех случаях, когда на первом месте экономичность, а простота масштабирования или самостоятельного технического обслуживания напротив не являются решающими. [Источник 4]

Мобильные ПК

Ноутбуки

Ноутбук - переносной персональный компьютер, в корпусе которого объединены типичные компоненты ПК, включая дисплей, клавиатуру и сенсорную панель (тачпад), а также аккумуляторные батареи, с помощью которых ноутбук способен работать определенное время не от сети. Ноутбуки отличаются небольшими размерами и весом.

Планшетные ПК

Аналогичны ноутбукам, но содержат сенсорный вместо механической клавиатуры. Ввод текста и управление осуществляются через экранный интерфейс, часто доработанный специально для удобного управления пальцами. Некоторые модели могут распознавать рукописный текст, написанный на экране.

Карманные ПК

Карманные ПК - верхпортативные ПК, умещающиеся в кармане. Управление ими происходит с помощью небольшого по размерам и разрешению экрана, чувствительного к нажатию пальца или специальной палочки-указки — стилуса, клавиатура и мышь отсутствуют, но некоторые модели содержат миниатюрную фиксированную или выдвигающуюся из корпуса клавиатуру.

Нестандартные ПК

Barebone

Защищённые ПК

Защищенные ПК - компьютеры, обладающие устойчивостью к агрессивным средам: сильной вибрации, ударам, большой запылённости, влажности. Выпускаются в виде ноутбуков. Сфера применения, например, военное дело (полевые условия).

Промышленные ПК

Промышленные ПК - персональный компьютер, предназначенный для работы в рамках промышленного производственного процесса на предприятии. От обычных ПК отличается конструкцией и устройствами сопряжения со специфическими периферийными устройствами.

Тихий ПК

Тихий ПК - полностью бесшумный или малошумящий компьютер. Такие компьютеры используются как в профессиональной деятельности (работа со звуком или видео), так и для личного использования, особенно людьми, которых раздражает шум. Обычно в таких системах вентилятор полностью отсутствует. [Источник 5]

Читайте также: