Классификация компьютеров по назначению актуальность

Обновлено: 07.07.2024

XXI в. характеризуется необходимостью обрабатывать огромное количество информации. Для сбора хранения, использования и распространения большого объема информации необходимо специальные устройства. Такими устройством является компьютер. В последние годы благодаря развитию интегральной технологии значительно выросли технические характеристики ЭВМ, развилось программное обеспечение, изменился внешний вид ЭВМ, появились новые внешние устройства, расширилась сфера применения ЭВМ. Несмотря на значительный прогресс в области создания новых ЭВМ, принципы функционирования остались прежними.

Данную тему раскрывают перечень таких вопросов, как:

1. Классификация по степени универсальности;

2. Классификация по способам использования;

3. Классификация по степени производительности;

4. Классификация по особенностям архитектуры;

В практической части данной курсовой рассматривается решение экономической задачи.

Для выполнения и оформления данной курсовой была использована операционная система (ОС) MicrosoftWindowsXPProfessional и пакет прикладных программ MicrosoftOffice: табличного процессора MS Excel и текстового редактора MS Word на персональных компьютерах (ПК).

Тема моей курсовой работы, является актуальной, так как она является теоретической основой информатики, без нее невозможно изучить компьютер. Уже, как известно, в настоящее время компьютеры представлены практически во всех областях жизни человека.

1. Краткий исторический обзор

Первый арифмометр был создан в 1642 г. французским ученым Б. Паскалем. В 1671 г. немецкий математик Г. Лейбниц создал счетную машину, известную как «зубчатое колесо Лейбница».

В XXI в. английский математик Ч. Бэббидж разработал «аналитическую машину», названную его именем. «Аналитическая машина »являлась программируемым автоматическим вычислительным устройством. Автор проекта- графиня Ада Августа Лавлейс, была программистом этой «аналитической машины». [4,С.119-120]

Во второй половине XXI в. Г. Холлерит разработал машину с перфокарточным вводом, способную автоматически классифицировать и составлять таблицы данных. Эта машина использовалась в 1890 г. США при обработке результатов переписи населения.

1930-е гг. начались разработки электронных вычислительных машин (ЭВМ), элементарная база которых основывалась на электрических лампах. Весьма значительный вклад в эту область внес англ. математик А. Тьюринг.

С 1943 по1946 г. в университете г. Пенсильвания (США) была построена первая полностью электронная цифровая ЭВМ, получившая название ENIAK. Эта ЭВМ весила 30т, занимала площадь 200 кв. м и содержала 18 тыс. ламп.

Сложности в программировании на ENIAK натолкнули американского ученого Джона фон Неймана на формулировку основных принципов построения ЭВМ: принципов хранения программы и произвольной доступа к памяти. Эти принципы вместе с двоичной арифметикой были воплощены в последующих моделях ЭВМ – EDSAK (1949 г., Англия) и EDVAC(1951 г., США).

2. Современная классификация ЭВМ

Компьютер (от анг. Coputer-вычислитель), представляет собой программируемое электронное устройство способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулированными символами.

Существует 2 основных класса компьютеров:

· Цифровые компьютеры , обрабатывающие данные в виде числовых двоичных кодов;

· Аналоговые компьютеры , обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (электр. напряжение, время, и т.д.), кот. Является аналогами вычисляемых величин.

Существует достаточно много систем классификации компьютеров. Мы рассмотрим лишь некоторые из них, сосредоточившись на тех, о которых наиболее часто упоминают в доступной технической литературе и средствах массовой информации. Наиболее значимыми являются классификациями по:

2.1 Классификация по степени универсальности

По степени универсальности выделяют:

· ЭВМ общего назначения (универсальные);

· Специализированные (встроенные) ЭВМ.

ЭВМ общего назначения могут использоваться для решения любых задач обработки данных.

Специализированные (встроенные) ЭВМ – это ЭВМ, предназначенные для решения ограниченного круга задач. Обычно специализированные ЭВМ используются для управления сложными техническими устройствами. Такие ЭВМ встраиваются в системы автоматического управления сложными устройствами или технологическими процессами на производстве, транспорте, связи, военном деле и т.д.; часто встраиваются в бытовые устройства.

2.2 Классификация по способам использования

По способам использования выделяют: ЭВМ коллективного использования и ЭВМ индивидуального использования.

ЭВМ коллективного использования - это ЭВМ, предназначенные для обслуживания одновременной работы нескольких пользователей. Эти ЭВМ обычно имеют существенно более высокую производительность, чем ЭВМ индивидуального использования, и выступают в качестве серверов компьютерных сетей (сетевых серверов).

Компьютерная сеть - совокупность ЭВМ и (или) диалоговых устройств ввода-вывода (терминалов),объединенных средствами коммуникаций для возможности совместного использования общих технических и информационных ресурсов.

ЭВМ индивидуального использования - ЭВМ, способные в каждый момент времени обеспечить эксплуатацию только со стороны единственного пользователя.

2.3 Классификация по степени производительности

По степени производительности различают:

· ЭВМ ординарной производительности;

· ЭВМ высокой производительности;

· ЭВМ сверхординарной производительности (супер-ЭВМ).

Деление по степени производительности является очень условным. ЭВМ, которые несколько лет назад относились к классу ЭВМ высокой производительности, сегодня являются ЭВМ ординарной производительности.

ЭВМ ординарной производительности - предназначены для решения рядовых задач индивидуальных пользователей или обслуживание малых компьютерных сетей. Массовые персональные компьютеры являются ЭВМ ординарной производительности.

ЭВМ высокой производительности - одно- или многопроцессорные ЭВМ, предназначенные для обслуживания компьютерных сетей среднего и большого размера или индивидуального применения при решение задач повышенной сложности.

ЭВМ сверхординарной производительности (супер-ЭВМ) - многопроцессорные ЭВМ, предназначенные для решения задач чрезвычайной сложности. Основными приложениями супер-ЭВМ являются обслуживание очень больших компьютерных сетей, моделирование ядерных реакций, исследование структуры ДНК, управление сложными военными космическими объектами, криптография, метеорология.

С точки зрения производительности следует рассматривать не только отдельно взятые ЭВМ, но и их совместно функционирующие конгломераты. Часто несколько ЭВМ объединяются в кластеры[1] . [1,С.68]

2.4 Классификация по особенностям архитектуры

По особенностям архитектуры выделяются:

· Персональные ЭВМ (микро-ЭВМ);

· Портативные (мобильные) устройства.

Мэйнфрейм - ЭВМ высокой или сверхординарной производительности, использующая один или несколько высокопроизводительных процессов, обеспечивающая подключение большого числа внешних устройств и предназначенная для обслуживания большого числа пользователей при осуществлении ими сложной обработки больших объемов данных.

Основные их характеристики:

· Один или несколько высокопроизводительных процессов;

· ОЗУ от нескольких до нескольких сотен Гбайтов;

· Высокопроизводительные каналы ввода-вывода;

· Допускают сотен устройств ввода-вывода;

· Емкость ВЗУ- до десятков Тбайтов;

· Имеют стоимость от десятков до нескольких млн. долл.;

· Почти всегда выступают в качестве ЭВМ коллективного пользования.

Исторически это самый старый тип ЭВМ. Классические мэйнфреймы 60-70 гг.- это семейство IВМ 360/370. Тогда они имели характеристики объема ОЗУ и ВЗУ ниже, чем современные.

Основное назначение мэйнфреймов на текущий момент- обслуживание больших компьютерных сетей. В США установлено более 401 тыс. мэйнфреймов, и в их базах данных хранится 70% информации крупных корпораций. В России используется порядка 5 тыс. мэйнфреймов.

Мини-ЭВМ - ЭВМ высокой или сверхординарной производительности, использующая один или несколько высокопроизводительных процессов, предназначенная для управления крупными компьютерными сетями или решение задач высокой сложности при индивидуальном использовании.

Чаще всего используются как серверы[2] средних и больших сетей, но нередко применяются как индивидуально используемое ЭВМ для решения задач повышенной сложности [1, С.66]

Исторически мини-ЭВМ возникли в начале 70-х годов как более дешевое решение, рассчитанное на средние фирмы в противовес дорогостоящим мэйнфреймам, которые были доступны только крупным богатым организациям. До последнего времени активно вытесняли мэйфреймы, поскольку имели лучшее соотношение производительность/цена.

Основные их характеристики:

· Один или несколько высокопроизводительных процессов;

· Обычно используют ту или иную разновидность OC Unix;

· ОЗУ до десятков и сотен Гбайт;

· Емкость ВЗУ до нескольких сотен Гбайт;

· Обычно имеют подключение меньшого, чем мэйнфреймы, числа внешних устройств;

· Имеют стоимость от нескольких тысяч до нескольких млн. долл.

Персональные ЭВМ (ПЭВМ, ПК, РС) - ЭВМ ординарной производительности, допускающие использование относительно небольшого числа устройств ввода-вывода.

Термин «персональный компьютер» используется, чтобы указать на то, что это ЭВМ, архитектура которой ориентирована главным образом на индивидуальное использование (табл. 2.4.1). Однако ПК часто используются и в качестве сетевых серверов для управления относительно небольшими сетями (ПК-серверы). Персональные ЭВМ разделяют на стационарные и портативные.

Стационарные ПК (настольные ПК, desktop РС) предназначенные для использования в условиях подключения к стационарной электрической сети. (рис.2.4.1)

Портативные ПК (мобильные ПК) имеют небольшие размеры, малый вес и могут использоваться как при стационарном, так и при автономном электропитании. (рис.2.4.2)

Различают портфельные (ноутбуки, субноутбуки-notebooks, subnotebooks) и карманные (КПК, PDA(PersonalDigitalAssistant), Росkеt РС) портативные ПК. Карманные и часть портфельных ПК с точки зрения особенностей архитектуры относятся к особому классу мобильных устройств . Традиционные ноутбуки и субноутбуки также являются мобильными устройствами, но с учетом основных особенностей архитектуры идентичны настольным ПК.

Сейчас 92-93% рынка настольных и портативных портфельных ПК приходятся на так называемые IBM-совместимые ПК. Их производят тысячи фирм-производителей во всем мире. Своей популярностью IBM-совместимые ПК обязаны так называемой открытой архитектуре [3] . [2,С. 52]

Используются внутри помещений для оборудования рабочих мест;

Обладают широким набором функциональных возможностей

Бытовая электросеть или батареи

Батареи или преобразователь напряжения

(PDA= Personal Digital Assistant)

Батареи или преобразователь напряжения

Сетевые компьютеры -ЭВМ, предназначенные только для использования в компьютерной сети. Они не имеют ВЗУ и загружают программы с сетевого сервера. Исполнение программ происходит на самом сетевом компьютере, но программы и обрабатываемые ими данные хранятся на сетевом сервере. Этим они отличаются от традиционных ПК, загружающих ОС и прикладные программы с собственных дисков.

Идея создания и применения сетевых компьютеров возникла относительно недавно. Ее выдвинули и поддерживали компании, не желающие мириться с фактической монополией Intel и Microsoft. Достоинство сетевых компьютеров в том, что их легче администрировать, поскольку все программы хранятся в единственном экземпляре на сетевом сервере. Недостаток в том, что вне сети не могут функционировать.

Мобильные устройства . Точного определения понятия «мобильные устройства» нет. В широком смысле к мобильным устройствам относятся все разновидности цифровых переносных устройств. В более узком понимании мобильными устройствами называют переносные ПК. Как отдельную группу мобильных устройств, следует рассматривать карманные компьютеры (КПК), которые имеют особую архитектуру, используют свои типы процессоров. Они разделяются на клавиатурные (HandHelpPC) и бесклавиатурные (PalmTopPC). [3, С.15-16]

В последнее время наблюдается большой рост интереса к КПК. Становится популярной идея объединения в КПК нескольких устройств: собственно КПК, мобильного телефона, цифровой камеры, диктофона, приемника, МР3-плеера. Для них используется термин «смартфон[4] ». [1,С 72]

3 Классификация вычислительных систем

Одним из наиболее распространенных способов классификации ЭВМ является систематика Флинна (Flynn), в рамках которого основное внимание уделяется способам взаимодействия последовательностей (потоков) выполняемых команд и обрабатываемых данных. В результате такого подхода различают следующие основные типы систем:

· SISD ( Single Instruction, Single Data) -системы, в которых существует одиночный поток данных, к данному типу систем можно отнести обычные последовательные ЭВМ.

· SIMD ( Single Instruction, Multiple Data) - системы, с одиночным потоком команд и множественным потоком данных, подобный класс составляют многопроцессорные вычислительные системы, в которых в каждый момент времени может выполняться одна и та же команда для обработки нескольких информационных элементов.

· MISD ( Multiple Instruction, Single Data) -системы, в которых существует множественный поток команд и одиночный поток данных.

· MIMD ( Multiple Instruction, Multiple Data) - системы с множественным потоком команд и множественным потоком данных; к подобному классу систем относят большинство параллейных многопроцессорных вычислительных систем.

Следует отметить, что хотя систематика, Флинна широко используется при конкретизации типов компьютерных систем, такая классификация приводит к тому, что практически все виды параллейных систем (несмотря на их существенную разнородность) относятся к одной группе MIMD.

Для класса MIMD предложена практически общепризнанная структурная схема (схема 3.1), в которой дальнейшее разделение типов многопроцессорных систем основывается на используемых способах организации оперативной памяти в этих системах.

Данный подход позволяет различать 2 важных типа многопроцессорных систем- multiprocessors (мультипроцессоры или системы с общей разделимой памятью) и multicomputers (мультикомпьютеры или системы с распределенной памятью).[3, С. 40]

Существует достаточно много систем классификации компьютеров. В теоретической части данной курсовой работе рассмотрены лишь те, о которых наиболее часто упоминают в доступной технической литературе и средствах массовой информации.

Появление компьютера справедливо считают грандиозной научно-технической революцией, сравнимой по масштабам с изобретением радио.

В настоящее время в мире используются сотни миллионов компьютеров, как на производстве, так и в повседневной жизни

1 Общая характеристика задач

Предприятие ООО ”Красный Октябрь” осуществляет деятельность, связанную с выпуском различных видов деталей для промышленного оборудования. Для повышения эффективности функционирования предприятия ежемесячно производится анализ плановых и фактических показателей выпуска продукции. Данные фактических и плановых показателей выпуска продукции приведены на рис.8.1 и 8.2.

1. Построить таблицы по приведенным ниже данным.

2. Выполнить расчет отклонения фактических показателей от плановых в абсолютной и относительной форме, подвести итоги за месяц

3. Результаты вычислений представить в виде консолидированной таблицы, содержащей сводные данные о выпущенной продукции.

4. Сформировать и заполнить форму сводной ведомости по учету выпущенной продукции за квартал (рис.8.3)

5. Результаты плановых и фактических показателей выпуска продукции за квартал по каждой бригаде представить в графическом виде.

Целью курсовой работы является рассмотрение основных классификаций компьютеров, которые помогут лучше оценить роль компьютера в жизни современного общества.

Курсовая работа состоит из двух частей: теоретической и практической.

В теоретической части были рассмотрены три классификации компьютеров:

классификация по условиям эксплуатации;
классификация по производительности и характеру использования;
классификация по совместимости.

В процессе поиска необходимого материала для теоретической части, встала еще одна задача: использование актуальных данных. Именно поэтому не были рассмотрены некоторые существующие классификации компьютеров, в частности классификацию по этапам развития. В ней все существующие компьютеры делятся на четыре поколения. На сегодняшний день используются преимущественно компьютеры четвертого поколения, которые прочно вошли во все сферы нашей жизни еще в 70-х годах.

В практической части работы на примере предприятия ООО «Красный Октябрь» был произведен расчет отклонения фактических показателей выпуска продукции от плановых. Задача выполняется для повышения эффективности функционирования предприятия с помощью ППП (EXCEL).

При выполнении работы использовался компьютер Intel Core 2 Duo CPU E4500, 2,21 ГГц, 2,00 Гб ОЗУ с программным обеспечением Microsoft Windows XP Professional, версия 2002, Service Pack 2.

Теоретическая часть

По мере своего развития человечеству требовалось все больше расчетов для более эффективного ведения хозяйства. Это способствовало развитию наук. В свою очередь развитие наук способствовало развитию техники и наоборот. Процесс развития непрерывно ускорялся. Появление первых вычислительных машин обозначило новую эру в развитии человечества. Сейчас уже невозможно представить жизнь без компьютеров. Сложно представить себе выполнение операций, которые, на первый взгляд, совсем не связаны с числами, без помощи ЭВМ.

С развитием вычислительной техники связана все большая автоматизация производства. Однако добиться полной автономии от человека вряд ли удастся. Компьютер призван не заменить человека, а упростить, ускорить его работу.

Вообще, слово «компьютер» объединило под собой множество самых разнообразных устройств, которые не только мало похожи друг на друга, но и призваны решать совершенно разные задачи. Порой они позволяют переводить все многообразие нашей жизни, которая очень часто не подчиняется никаким законам, в строгий язык математики, а точнее в простую последовательность нулей и единиц.

1. Основные классификации компьютеров

Компьютер (англ. computer — вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.

Существует два основных класса компьютеров:

цифровые компьютеры, обрабатывающие данные в виде числовых двоичных кодов;

аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (электрическое напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами вычисляемых величин.

Условно компьютеры можно классифицировать по нескольким критериям:

классификация по условиям эксплуатации;
классификация по производительности и характеру использования;
классификация по совместимости.

2. Классификация по условиям эксплуатации

По условиям эксплуатации компьютеры делятся на два типа: офисные (универсальные) и специальные.

Офисные компьютеры предназначены для решения широкого класса задач при нормальных условиях эксплуатации.

Специальные компьютеры служат для решения более узкого класса задач или даже одной задачи, требующей многократного решения, и функционируют в особых условиях эксплуатации. Машинные ресурсы специальных компьютеров часто ограничены. Однако их узкая ориентация позволяет реализовать класс задач наиболее эффективно.

Специальные компьютеры управляют технологическими установками, работают в операционных или машинах «скорой помощи», на ракетах, самолетах и вертолетах, вблизи высоковольтных линий передач или в зоне действия радаров, радиопередатчиков, в не отапливаемых помещениях, под водой на глубине, в условиях пыли, грязи, вибраций, взрывоопасных газов и т. п. Существует много моделей таких компьютеров. Познакомимся с одной из них.

Компьютер Ergotouch (Эрготач) исполнен в литом алюминиевом, полностью герметичном корпусе, который легко открывается для обслуживания. Стенки компьютера поглощают практически все электромагнитные излучения как внутри, так и снаружи. Машина оборудована экраном, чувствительным к прикосновениям. Компьютер можно, не выключая, мыть из шланга, дезинфицировать, дезактивировать, обезжиривать. Высочайшая надежность позволяет использовать его как средство управления и контроля технологическими процессами в реальном времени. Компьютер легко входит в локальную сеть предприятия [1 c. 82].

Важное направление в создании промышленных компьютеров — разработка операторского интерфейса — пультов управления, дисплеев, клавиатур и указательных устройств во всевозможных исполнениях. От этих изделий напрямую зависит комфортность и результативность труда операторов.

3. Классификация по производительности и характеру использования

По производительности и характеру использования компьютеры можно условно подразделить на:

микрокомпьютеры;
персональные компьютеры;
портативные компьютеры;
мэйнфреймы (универсальные компьютеры);
суперкомпьютеры.

Микрокомпьютеры — это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора. Современные модели микрокомпьютеров имеют несколько микропроцессоров. Производительность компьютера определяется не только характеристиками применяемого микропроцессора, но и емкостью оперативной памяти, типами периферийных устройств, качеством Конструктивных решений и др. Микрокомпьютеры представляют собой инструменты для решения разнообразных сложных задач. Их микропроцессоры с каждым годом увеличивают мощность, а периферийные устройства — эффективность [7 c. 55].

Персональные компьютеры (ПК) - это микрокомпьютеры универсального назначения, рассчитанные на одного пользователя и управляемые одним человеком.

В класс персональных компьютеров входят различные машины - от дешевых офисных с энергоемким процессором и небольшой оперативной памятью, способных удовлетворять операторским требованиям до игровых и мультимедийных машин с мощным процессором, винчестером емкостью в сотни гигабайт, с цветными графическими устройствами высокого разрешения, средствами мультимедиа и другими дополнительными устройствами [7 с. 56].

Персональный компьютер имеет следующие характеристики:

стоимость от нескольких сотен до 5—10 тыс. долларов;
наличие внешних запоминающих устройств ЗУ;
объем оперативной памяти не менее 128 Мбайт;
наличие операционной системы;
ориентация на пользователя-непрофессионала (в простых моделях).

Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200-300 рабочих мест.

Централизованная обработка данных на мэйнфрейме обходится примерно в 5-6 раз дешевле, чем распределенная обработка при клиент-серверном подходе.

Десятки мэйнфреймов могут работать совместно под управлением одной операционной системы над выполнением единой задачи.

Суперкомпьютеры - это очень мощные компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлоп (1 мегафлоп - миллион операций с плавающей точкой в секунду). Они называются сверхбыстродействующими. Эти машины представляют собой многопроцессорные и (или) многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Различают суперкомпьютеры среднего класса, класса выше среднего и переднего края (High end).

Отличительной особенностью суперкомпьютеров являются векторные процессоры, оснащенные аппаратурой для параллельного выполнения операций с многомерными цифровыми объектами — векторами и матрицами. В них встроены векторные регистры и параллельный конвейерный механизм обработки.

Наиболее распространенные суперкомпьютеры - массово-параллельные компьютерные системы. Они имеют десятки тысяч процессоров, взаимодействующих через сложную, иерархически организованную систему памяти.

Суперкомпьютеры используются для решения сложных и больших научных задач (метеорология, гидродинамика и т. п.), в управлении, разведке, в качестве централизованных хранилищ информации и т. д. Элементная база — микросхемы сверхвысокой степени интеграции.

Все большую популярность приобретают портативные компьютеры. Портативные компьютеры обычно нужны руководителям предприятий, менеджерам, ученым, журналистам, которым приходится работать вне офиса — на презентациях или во время командировок. Основные разновидности портативных компьютеров:

Notebook (блокнот, записная книжка) или Laptop (наколенник, от lap — колено и top — поверх). Сейчас эти два вида слились в один. Однако появилось множество подвидов, которые различаются по размерам массе и производительности. В России этот класс портативных компьютеров чаще называют Notebook, а в странах Северной Америки Laptop.

По размерам они близки к обычному портфелю. По основным характеристикам (быстродействие, память) примерно соответствует настольным ПК. Имеет вес от 2 кг до 3 и даже больше. Помещается в портфель-дипломат. Для связи с офисом его обычно комплектуют модемом. Ноутбуки зачастую снабжают приводами CD-ROM.

Многие современные ноутбуки включают взаимозаменяемые блоки со стандартными разъёмами. Такие модули предназначены для очень разных функций. В одно и то же гнездо можно по мере надобности вставлять привод компакт-дисков, накопитель на магнитных дисках, запасную батарею или съёмный винчестер. Ноутбук устойчив к сбоям в энергопитании. Даже если он получает энергию от обычной электросети, в случае какого-либо сбоя он мгновенно переходит на питание от аккумуляторов.

Palmtop (наладонник) — самые маленькие современные персональные компьютеры. Умещаются на ладони. Оснащены энергонезависимой электронной памятью. Нет и накопителей на дисках — обмен информацией с обычными компьютерами идет линиям связи. Если Palmtop дополнить набором деловых программ, записанных в его постоянную память, получится персональный цифровой помощник (Personal Digital Assistant).

Недавно выделился еще один вид портативных компьютеров который получил название субноутбук.

4. Классификация по совместимости

В мире существует множество различных видов и типов компьютеров. Они выпускаются разными производителями, собираются из разных деталей, работают с разными программами. При этом очень важным вопросом становится совместимость различных компьютеров между собой. От совместимости зависит взаимозаменяемость узлов и приборов, предназначенных для разных компьютеров, возможность переноса программ с одного компьютера на другой, и возможность совместной работы разных типов компьютеров с одними и теми же данными.

Среди персональных компьютеров различают два основных класса, отличающихся друг от друга по аппаратным решениям и, соответственно, имеющих различное программное обеспечение. Это компьютеры типа IBM PC (так называемые «совместимые с IBM PC») и компьютеры Apple Macintosh. Под совместимостью понимают возможность использования в компьютере разработок третьих фирм.

Для компьютеров IBM PC разрабатываются открытые стандарты, описывающие взаимодействия тех иди иных узлов. При выполнении этих требований узлы производства любой фирмы будут работоспособны в компьютере. Поэтому в «совместимом» компьютере обычно встречаются труды не одного десятка фирм – изготовителей. Ситуация для компьютеров Macintosh отлична. Для них большинство решений запатентовано и может быть реализовано только фирмой Apple. Возможности этих компьютеров аналогичного уровня сложности во многом сходны, эти семейства постоянно сближаются по своим характеристикам.

Аппаратные платформы IBM PC и Apple Macintosh наиболее широко распространены. Кроме них существуют и другие платформы, распространенность которых ограничивается отдельными регионами, или отдельными отраслями.

Заключение

Подводя итоги вышесказанного, следует еще раз отметить, что роль компьютера в жизни человека невозможно переоценить. Проникновение во все сферы нашей деятельности, привело к появлению большого разнообразия видов компьютеров.

В этой курсовой работе были рассмотрены наиболее распространенные классификации компьютеров, которые возможно позволят более осмысленно взглянуть на прошлые этапы, и на современные тенденции развития общества.

Кенин А.М., Кенина Л.В. Самоучитель по IBM PC, или Как научиться работать на компьютере: Научно-популярное издание. Екатеринбург: ООО «Издательский дом Восток», 2001., С.5.

Практическая часть

1. Общая характеристика задачи

Предприятие ООО «Красный Октябрь» осуществляет деятельность, связанную с выпуском различных видов деталей для промышленного оборудования. Для повышения эффективности функционирования предприятия ежемесячного производится анализ плановых и фактических показателей выпуска продукции. Данные фактических и плановых показателей выпуска продукции приведены (рис. 1 и 2).

2.1. Классификация компьютеров

2.1.1. Классификация по назначению.

Классификация по назначению — один из наиболее ранних методов классификации. Он связан с тем, как компьютер применяется. По этому принципу различают большие ЭВМ (электронно-вычислительные машины), мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные компьютеры, которые, в свою очередь, подразделяют на массовые, деловые, портативные, развлекательные и рабочие станции.

Большие ЭВМ. Это самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. За рубежом компьютеры этого класса называют мэйнфреймами (mainframe). В России за ними закрепился термин большие ЭВМ. Штат обслуживания большой ЭВМ составляет до многих десятков человек. На базе таких суперкомпьютеров создают вычислительные центры, включающие в себя несколько отделов или групп, рис. 2.1.

Рис. 2.1. Структура вычислительного центра на базе большой ЭВМ

Центральный процессор — основной блок ЭВМ, в котором непосредственно и происходит обработка данных и вычисление результатов. Обычно центральный процессор представляет собой несколько стоек аппаратуры и размещается в отдельном помещении, в котором соблюдаются повышенные требования по температуре, влажности, защищенности от электромагнитных помех, пыли и дыма.

Группа системного программирования занимается разработкой, отладкой и внедрением программного обеспечения, необходимого для функционирования самой вычислительной системы. Работников этой группы называют системными программистами. Они должны хорошо знать техническое устройство всех компонентов ЭВМ, поскольку их программы предназначены в первую очередь для управления физическими устройствами. Системные программы обеспечивают взаимодействие программ более высокого уровня с оборудованием, то есть группа системного программирования обеспечивает программно-аппаратный интерфейс вычислительной системы.

Группа прикладного программирования занимается созданием программ для выполнения конкретных операций с данными. Работников этой группы называют прикладными программистами. В отличие от системных программистов им не надо знать техническое устройство компонентов ЭВМ, поскольку их программы работают не с устройствами, а с программами, подготовленными системными программистами. С другой стороны, с их программами работают пользователи, то есть конкретные исполнители работ. Поэтому можно говорить о том, что группа прикладного программирования обеспечивает пользовательский интерфейс вычислительной системы.

Группа подготовки данных занимается подготовкой данных, с которыми будут работать программы, созданные прикладными программистами. Во многих случаях сотрудники этой группы сами вводят данные с помощью клавиатуры, но они могут выполнять и преобразование готовых данных из одного вида в другой. Так, например, они могут получать иллюстрации, нарисованные художниками на бумаге, и преобразовывать их в электронный вид с помощью специальных устройств, называемых сканерами.

Группа технического обеспечения занимается техническим обслуживанием всей вычислительной системы, ремонтом и наладкой устройств, а также подключением новых устройств, необходимых для работы прочих подразделений.

Группа информационного обеспечения обеспечивает технической информацией все прочие подразделения вычислительного центра по их заказу. Эта же группа создает и хранит архивы ранее разработанных программ и накопленных данных. Такие архивы называют библиотеками программ или банками данных.

Отдел выдачи данных получает данные от центрального процессора и преобразует их в форму, удобную для заказчика. Здесь информация распечатывается на печатающих устройствах (принтерах) или отображается на экранах дисплеев.

Большие ЭВМ отличаются высокой стоимостью оборудования и обслуживания, поэтому работа таких суперкомпьютеров организована по непрерывному циклу. Наиболее трудоемкие и продолжительные вычисления планируют на ночные часы, когда количество обслуживающего персонала минимально. В дневное время ЭВМ исполняет менее трудоемкие, но более многочисленные задачи. При этом для повышения эффективности компьютер работает одновременно с несколькими задачами и, соответственно, с несколькими пользователями. Он поочередно переключается с одной задачи на другую и делает это настолько быстро и часто, что у каждого пользователя создается впечатление, будто компьютер работает только с ним. Такое распределение ресурсов вычислительной системы носит название принципа разделения времени.

Мини-ЭВМ. От больших ЭВМ компьютеры этой группы отличаются уменьшенными размерами и, соответственно, меньшей производительностью и стоимостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, научными учреждениями и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную деятельность с научной.

Мини-ЭВМ часто применяют для управления производственными процессами. Например, в механическом цехе компьютер может поддерживать ритмичность подачи заготовок, узлов и комплектующих на рабочие места, управлять гибкими автоматизированными линиями и промышленными роботами, собирать информацию с инструментальных постов технического контроля и сигнализировать о необходимости замены изношенных инструментов и приспособлений, готовить данные для станков с числовым программным управлением, а также своевременно информировать цеховые и заводские службы о необходимости выполнения мероприятий по переналадке оборудования.

Тот же компьютер может сочетать управление производством с другими задачами. Например, он может помогать экономистам в осуществлении контроля за себестоимостью продукции, нормировщикам в оптимизации времени технологических операций, конструкторам в автоматизации проектирования станочных приспособлений, бухгалтерии в осуществлении учета первичных документов и подготовки регулярных отчетов для налоговых органов. Для организации работы с мини-ЭВМ тоже требуется специальный вычислительный центр, хотя и не такой многочисленный, как для больших ЭВМ.

Микро-ЭВМ. Компьютеры данного класса доступны многим предприятиям. Организации, использующие микро-ЭВМ, обычно не создают вычислительные центры. Для обслуживания такого компьютера им достаточно небольшой вычислительной лаборатории в составе нескольких человек. В число сотрудников вычислительной лаборатории обязательно входят программисты, хотя напрямую разработкой программ они не занимаются. Необходимые системные программы обычно покупают вместе с микроЭВМ, а разработку нужных прикладных программ заказывают более крупным вычислительным центрам или специализированным организациям.

Программисты вычислительной лаборатории занимаются внедрением приобретенного или заказанного программного обеспечения, выполняют его доводку и настройку, согласовывают его работу с другими программами и устройствами компьютера. Хотя программисты этой категории и не разрабатывают системные и прикладные программы, они могут вносить в них изменения, создавать или изменять отдельные фрагменты. Это требует высокой квалификации и универсальных знаний. Программисты, обслуживающие микро-ЭВМ, часто сочетают в себе качества системных и прикладных программистов одновременно.

Несмотря на относительно невысокую производительность по сравнению с большими ЭВМ, микро-ЭВМ находят применение и в крупных вычислительных центрах. Там им поручают вспомогательные операции, для которых нет смысла использовать дорогие суперкомпьютеры. К таким задачам, например, относится предварительная подготовка данных.

Персональные компьютеры (ПК). Эта категория компьютеров получила особо бурное развитие в течение последних двадцати лет. Из названия видно, что такой компьютер предназначен для обслуживания одного рабочего места. Как правило, с персональным компьютером работает один человек. Несмотря на свои небольшие размеры и относительно невысокую стоимость, современные персональные компьютеры обладают немалой производительностью. Многие современные персональные модели превосходят большие ЭВМ 70-х годов, мини-ЭВМ 80-х годов и микро-ЭВМ первой половины 90-х годов. Персональный компьютер (Personal Computer, РС) вполне способен удовлетворить большинство потребностей малых предприятий и отдельных лиц.

Особенно широкую популярность персональные компьютеры получили после 1995 года в связи с бурным развитием сети Интернет. Персонального компьютера вполне достаточно для использования всемирной сети в качестве источника научной, справочной, учебной, культурной и развлекательной информации. Персональные компьютеры являются также удобным средством автоматизации учебного процесса по любым дисциплинам, средством организации дистанционного (заочного) обучения и средством организации досуга. Они вносят большой вклад не только в производственные, но и в социальные отношения. Их нередко используют для организации надомной трудовой деятельности, что особенно важно в условиях безработицы.

До последнего времени модели персональных компьютеров условно рассматривали в двух категориях: бытовые ПК и профессиональные ПК. Бытовые модели, как правило, имели меньшую производительность, но в них были приняты особые меры для работы с цветной графикой и звуком, чего не требовалось для профессиональных моделей. В связи с достигнутым в последние годы резким удешевлением средств вычислительной техники, границы между профессиональными и бытовыми моделями в значительной степени стерлись, и сегодня в качестве бытовых нередко используют высокопроизводительные профессиональные модели, а профессиональные модели, в свою очередь, комплектуют устройствами для воспроизведения мультимедийной информации, что ранее было характерно для бытовых устройств.

Замечание. Под термином мультимедиа подразумевается сочетание нескольких видов данных в одном документе (текстовые, графические, музыкальные и видеоданные) или совокупность устройств для воспроизведения этого комплекса данных.

Начиная с 1999 года в области персональных компьютеров начинает действовать международный сертификационный стандарт — спецификация РС99. Он регламентирует принципы классификации персональных компьютеров и оговаривает минимальные и рекомендуемые требования к каждой из категорий. Новый стандарт устанавливает следующие категории персональных компьютеров:

Согласно спецификации РС99 большинство персональных компьютеров, присутствующих в настоящее время на рынке, попадают в категорию массовых ПК. Для деловых ПК минимизированы требования к средствам воспроизведения графики, а к средствам работы со звуковыми данными требования вообще не предъявляются. Для портативных ПК обязательным является наличие средств для создания соединений удаленного доступа, то есть средств компьютерной связи. В категории рабочих станций повышены требования к устройствам хранения данных, а в категории развлекательных ПК — к средствам воспроизведения графики и звука.

2.1.2. Другие виды классификации компьютеров

Классификация по уровню специализации. По уровню специализации компьютеры делят на универсальные и специализированные. На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольного состава (состав компьютерной системы называется конфигурацией). Так, например, один и тот же персональный компьютер можно использовать для работы с текстами, музыкой, графикой, фото- и видеоматериалами.

Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К таким компьютерам относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов. Бортовые компьютеры управляют средствами ориентации и навигации, осуществляют контроль за состоянием бортовых систем, выполняют некоторые функции автоматического управления и связи, а также большинство функций оптимизации параметров работы систем объекта (например, оптимизацию расхода топлива объекта в зависимости от конкретных условий движения). Специализированные мини-ЭВМ, ориентированные на работу с графикой, называют графическими станциями. Их используют при подготовке кино- и видеофильмов, а также рекламной продукции. Специализированные компьютеры, объединяющие компьютеры предприятия в одну сеть, называют файловыми серверами. Компьютеры, обеспечивающие передачу информации между различными участниками всемирной компьютерной сети, называют сетевыми серверами.

Во многих случаях с задачами специализированных компьютерных систем могут справляться и обычные универсальные компьютеры, но считается, что использование специализированных систем все-таки эффективнее. Критерием оценки эффективности выступает отношение производительности оборудования к величине его стоимости.

Классификация по типоразмерам. Персональные компьютеры можно классифицировать по типоразмерам. Так, различают настольные (desktop), портативные (notebook) и карманные (laptop) модели.

Настольные модели распространены наиболее широко. Они являются принадлежностью рабочего места. Эти модели отличаются простотой изменения конфигурации за счет несложного подключения дополнительных внешних приборов или установки дополнительных внутренних компонентов. Достаточные размеры корпуса в настольном исполнении позволяют выполнять большинство подобных работ без привлечения специалистов, а это позволяет настраивать компьютерную систему оптимально для решения именно тех задач, для которых она была приобретена.

Портативные модели удобны для транспортировки. Их используют бизнесмены, коммерсанты, руководители предприятий и организаций, проводящие много времени в командировках и переездах. С портативным компьютером можно работать при отсутствии рабочего места. Особая привлекательность портативных компьютеров связана с тем, что их можно использовать в качестве средства связи. Подключив такой компьютер к телефонной сети, можно из любой географической точки установить обмен данными между ним и центральным компьютером своей организации. Так производят обмен данными, передачу приказов и распоряжений, получение коммерческих данных, докладов и отчетов. Для эксплуатации на рабочем месте портативные компьютеры не очень удобны, но их можно подключать к настольным компьютерам, используемым стационарно.

Карманные модели выполняют функции “интеллектуальных записных книжек”. Они позволяют хранить оперативные данные и получать к ним быстрый доступ. Некоторые карманные модели имеют жестко встроенное программное обеспечение, что облегчает непосредственную работу, но снижает гибкость в выборе прикладных программ.

Классификация по совместимости. В мире существует множество различных видов и типов компьютеров. Они выпускаются разными производителями, собираются из разных деталей, работают с разными программами. При этом очень важным вопросом становится совместимость различных компьютеров между собой. От совместимости зависит взаимозаменяемость узлов и приборов, предназначенных для разных компьютеров, возможность переноса программ с одного компьютера на другой и возможность совместной работы разных типов компьютеров с одними и теми же данными,

Аппаратная совместимость. По аппаратной совместимости различают так называемые аппаратные платформы. В области персональных компьютеров сегодня наиболее широко распространены две аппаратные платформы — IBM РС и Аррlе Macintosh. Кроме них существуют и другие платформы, распространенность которых ограничивается отдельными регионами или отдельными отраслями. Принадлежность компьютеров к одной аппаратной платформе повышает совместимость между ними, а принадлежность к разным платформам — понижает.

Кроме аппаратной совместимости существуют и другие виды совместимости: совместимость на уровне операционной системы, программная совместимость, совместимость на уровне данных.

Классификация по типу используемого процессора. Процессор — основной компонент любого компьютера. В электронно-вычислительных машинах это специальный блок, а в персональных компьютерах — специальная микросхема, которая выполняет все вычисления в компьютере. Даже если компьютеры принадлежат одной аппаратной платформе, они могут различаться по типу используемого процессора. Основные типы процессоров для платформы IBM РС мы рассмотрим в соответствующем разделе, а здесь укажем на то, что тип используемого процессора в значительной (хотя и не в полной мере) характеризует технические свойства компьютера.

Читайте также: