Компьютер это модель или нет

Обновлено: 04.07.2024

Эта статья о происхождении и значении терминов ЭВМ, компьютер и computer; в ней раскрываются классификационные отношения между терминами: computer , вычислительная машина, аналоговая вычислительная машина (АВМ), цифровая вычислительная машина (ЦВМ), электронная цифровая вычислительная машина (ЭЦВМ), программируемая электронная цифровая вычислительная машина, универсальная программируемая электронная цифровая вычислительная машина (ЭВМ), персональный компьютер (ПК, ПЭВМ), стационарный персональный компьютер, носимый персональный компьютер, и пр.; в статье объясняется отличие ЭВМ от прочих вычислительных машин.

Вспоминая сокращение и перевод, получаем:

- ЭВМ - это электронно-вычислительная машина,

- компьютер - computer - э то вычислитель.

Другими словами, и то, и другое является вычислителем. Первый термин лишь подчеркивает, что вычислитель является (а) машиной, а не человеком, и (б) электронной машиной, а не механической, к примеру, он не является арифмометром. Второй термин таких уточнений в себе не несёт.

Происхождение, значение и сопоставление

Слово computer появилось в английском литературном языке в начале XVII века [1 ], правда, тогда оно означало "человек, занимающийся вычислениями". В конце девятнадцатого века у этого слова появилось второе значение "машина-вычислитель", но лишь в середине XX века второе значение "машина-вычислитель" вытеснило первое. И теперь computer означает в английском языке любую вычислительную машину: аналоговую, цифровую, гибридную и пр.

Слово ЭВМ (точнее, ЭСМ, электронная счётная машина) появилось в СССР в сороковых годах XX века, т. е. в то же самое время, когда за словом computer в английском языке закрепилось значение машины-вычислителя. Однако с самого начала сокращение ЭВМ подразумевало не любую машину, а электронную.

В те годы «железный занавес» разделял не только государства, но и лексиконы народов 1 , поэтому до конца 80-х в русском языке употреблялось только слово ЭВМ, которым с разными приставками обозначали и «большие» ЭВМ, и мини-, и микро-ЭВМ.

После перестройки в СССР начались массовые поставки персональных ЭВМ (т. е. personal computers ); вместе с поставками в русском языке укоренилось слово «компьютер». Поэтому в нашем быту - но не в науке и технике - «компьютер» означает всего лишь «персональный компьютер». В отличие от бытового языка, в современном научном, юридическом и техническом русском языке ЭВМ и компьютер - одно и то же.

ЭВМ и компьютер - это машина-вычислитель, которая отличается от прочих вычислителей:

- дискретными (цифровыми) вычислительными блоками, а не аналоговыми;

- электронным (не механическим) устройством вычислительных блоков;

- автоматической обработкой данных по заданной программе;

Дискретность вычислителя означает, что операндами в вычислительных операциях являются числа, состоящие, естественно, из цифр, поэтому второе название дискретного вычислителя "цифровой".

Электронное устройство вычислительных блоков подразумевает, что основные арифметические и логические блоки вычислителя состоят из электронных компонентов (вакуумных ламп, транзисторов, микросхем и т. п.). В частности, вычислитель на основе реле, т. е. на основе электротехнических, а не электронных компонент, сделанный Конрадом Цузе в 1941 году, сегодня компьютером по-русски не называют, но в английском предложении его упомянут как computer .

Автоматическая обработка данных предполагает невмешательство человека в обработку, пока она не завершится. Разумеется также, что обработка достаточно «длинная», т. е. состоит из нескольких операций, иначе нет смысла устраивать автоматическую обработку. Переключение с одной операции на следующую управляется программой, а не человеком.

Универсальность назначения понимается в каждую эпоху по-своему, сообразно человеческой фантазии и возможностям технических средств. В сороковых годах универсальность компьютера заключалась в том, что результатом работы его программ были разнообразные математические расчеты: баллистические, аэродинамические и т. п. В пятидесятых и шестидесятых программы универсального компьютера должны были уметь делать еще и научные, экономические, финансовые расчеты, управлять сложными технологическими процессами. В семидесятых, помимо уже упомянутого, - планировать перевозки, резервировать билеты на транспорт, пересылать электронную почту; в восьмидесятые годы - показывать картинки, помогать проектировать здания, электронные приборы, а в девяностых - играть и развлекать.

Сегодня программы универсального компьютера должны, по-прежнему, уметь делать любые расчеты, проводить численное моделирование физических процессов, раскодировать ДНК, обрабатывать картинки, географические карты, тексты, показывать кино, проигрывать музыку, распознавать образы и пр. Все только что перечисленные возможности программ являются внешними проявлениями внутренних способностей компьютера. Само собой разумеется, что внешние проявления основаны на внутренних способностях алгебраических, арифметических и логических блоков, которые остаются по-прежнему исключительно вычислительными. Других внутренних способностей у компьютера просто нет.

Неуниверсальный, специализированный вычислитель и его программы умеют делать что-нибудь одно: либо обрабатывать картинки, либо прокладывать маршрут по географической карте, либо показывать кино. Специализированный вычислитель называют контроллером. Контроллерами, а не компьютерами являются вычислители, встроенные в коммуникаторы, навигаторы, видеорегистраторы, стиральные машины и прочие бытовые приборы. Контроллеры, встроенные в движущиеся механизмы (самолеты, автомобили, танки), называют бортовыми.

Смена программ в ЭВМ означает, что её владелец, а не производитель, может легко выбрать для исполнения любую из установленных на ЭВМ программ или установить новую программу, которая появилась даже позже, чем была выпущена эта ЭВМ.

Прародительницами всех ЭВМ можно считать вычислительные машины, которые бывают трех типов: аналоговые, дискретные или цифровые, гибридные. Цифровые вычислительные машины могут быть механическими (арифмометр), электротехническими (машина Конрада Цузе на реле), электронными. Последние и называются ЭВМ или компьютерами. Еще раз стоит отметить, что в английском языке словом computer называют любые вычислительные машины.

На классификационной схеме (Рисунок 1 ) достаточно полно показана та ветвь вычислительных машин, которая ведёт от вычислительных машин к ЭВМ и их разновидностям. Прочие классификационные ветви не полны. На схеме также показано место нескольких английских понятий.

На схеме достаточно полно показана (и выделена цветом) только ветвь ЭВМ.

Рисунок 1 - ЭВМ = компьютер = разновидность вычислительных машин

Эта схема задумана 2 , чтобы показать, в первую очередь:

- место ЭВМ в семействе вычислительных машин;

- классификационную равнозначность терминов «ЭВМ» и «компьютер»;

- деление персональных компьютеров на два вида: стационарные (например, настольные) и носимые (например, ноутбуки и планшеты).

Возможно, что после появления и массового распространения оптических или биологических вычислительных машин термин "компьютер" станет по значению гораздо шире термина "электронная вычислительная машина". Возможно, что тогда появится термин "оптическая вычислительная машина, ОВМ" или, скорее, "оптический компьютер". Тогда изменится классификационная схема.

Кстати, производные понятия: ПЭВМ ( " персональная ЭВМ " ) и " персональный компьютер " сошлись в русском бытовом языке гораздо ближе между собой, чем исходные.

Слова ЭВМ и компьютер нельзя противопоставлять. В современном русском языке в научном, юридическом и техническом смыслах они означают одно и то же.

Когда в быту говорят «компьютер», то чаще имеют в виду «персональный компьютер» только потому, что с другими ЭВМ мало знакомы.

Слово «компьютер» постепенно вытесняет слово «ЭВМ». Возможно, что вскоре термин "компьютер" будет означать не только электронную (возможно, что вообще не электронную), а оптическую или биологическую основу вычислительной машины, то есть станет по значению гораздо шире термина "электронная вычислительная машина". Тогда понятия ЭВМ и компьютер разойдутся в значениях.

1 От железного занавеса, впрочем, была кое-какая польза. Изоляция заставляла переводчиков переводить иноязычные термины на русский язык, а не просто пытаться произнести их на русский лад. К примеру, недавно я обнаружил в научной книге 60-х годов перевод слова gadget ; он звучал как «штуковина».

Если на компьютере нет наклейки с информацией о модели, в этой статье вы узнаете разные методы определения этой информации в системе Windows 10.

На операционной системе Windows 10 есть возможность узнать номер модели вашего компьютера, который может пригодиться во многих случаях. Например, когда вы обновляете компоненты вроде оперативной памяти, жёсткого диска, монитора или блока питания, номер модели может упростить поиск совместимого устройства. Если нужно решить какую-то проблему в работе компьютер, нужно связаться с техподдержкой. Там этот номер тоже может потребоваться. Может он пригодится и для правильного хранения устройства.

Хотя многие производители приклеивают наклейку и дают инструменты для поиска этой информации на ноутбуках и настольных компьютерах, система Windows 10 также предлагает как минимум три варианта узнать номер модели и серийный номер (сервисный тег) при помощи сведений о системе, PowerShell и командной строки.

В этом руководстве мы расскажем обо всех трёх вариантах узнать номер вашего компьютера от любого производителя, таких как Dell, HP, Acer, Lenovo и других.

Как узнать номер модели ПК при помощи сведений о системе

Откройте меню «Пуск».
Наберите в поиске «сведения о системе».
Нажмите на верхней результат.
Посмотрите номер модели устройства в поле «Модель».

Проверка модели ПК при помощи PowerShell

Откройте меню «Пуск».
Наберите в поиске PowerShell и нажмите на верхний результат для запуска консоли.
Наберите следующую команду и нажмите ввод:

Get-CimInstance -ClassName Win32_ComputerSystem

Get-CimInstance -ClassName Win32_bios

Как проверить модель компьютера при помощи командной строки

Откройте меню «Пуск».
Введите в поиск cmd и нажмите на верхний результат для открытия окна командной строки.
Наберите следующую команду и нажмите ввод:

wmic csproduct get name

wmic csproduct get name, identifyingnumber

Мы описали инструкции для работы с Windows 10, но они годятся также для Windows 8.1. Для Windows 7 работают только сведения о системе и командная строка.

Компьютеры вошли в нашу жизнь и стали незаменимым инструментом каждого человека. Причем речь идет не только о десктопных версиях, а и о смартфонах, планшетах, «умных» часах и прочих девайсах. Все это так или иначе считается компьютерами, что наталкивает на мысль о существовании нескольких видов этого устройства. Поэтому стоит узнать, какие бывают компьютеры.

Устройство

С английского языка это слово переводится как «вычислитель». Именно эта задача стала главной во время изобретения подобной системы. Сейчас компьютер определяют как устройство, которое имеет возможность выполнять заданную последовательность операций, которая определяется нужными показателями. Каждая операция имеет свою последовательность и алгоритм и называется программой.

Благодаря компьютеру появилась компьютерная система. Так называют оборудование, которое может состоять из блоков. В комплексе они отвечают за определенную операцию, обрабатывая данные.

Классификация

Какие бывают компьютеры? Сразу все устройство можно разделить по назначению. Сюда относятся настольные, домашние, персональные, рабочие станции, игровые, медиацентры и т.п.

Также все устройства можно отнести к малым и мобильным. Здесь стоит упомянуть ноутбуки, планшеты, смартфоны, электронные книги, калькулятор и др. Есть суперкомпьютеры, нанокомпьютеры, умная пыль и многие другие девайсы.

Каждый из них имеет свои характеристики, модели, производителей и т.д.

Настольные системы

Разбираясь с тем, какие бывают типы компьютеров, пользователь сразу сталкивается с настольными системами. Сюда относят стационарные ПК, которые рассчитаны на использование дома или в офисе.

Настольные системы - обобщенное название всех ПК, которые может использовать человек дома или на работе. Поэтому сюда относят и медиасистемы, и геймерские установки, и обычные офисные устройства.

Рабочие станции

Какие бывают компьютеры еще? В кругах ученых и специалистов разных сфер производства стали популярными рабочие станции. Эти системы представлены комплексом аппаратных и программных средств. Рассчитано такое оборудование на специализированные задачи.

Под рабочей станцией могут подразумевать разное оборудование. Например, так можно назвать рабочее место специалиста. Рабочая станция в этом случае состоит из компьютера или терминала, необходимого ПО, а также любого другого дополнительного оборудования.

Также рабочей станцией часто называют персональный компьютер, входящий в состав ЛВС относительно сервера.

Персональные компьютеры

Так называют микро-ЭВМ. ПК является бытовым прибором с универсальными возможностями. Если изначально ЭВМ служила для вычислений, то теперь это оборудование может справляться с доступом информационных систем, геймерскими опциями и мультимедиа.

ПК могут быть десктопными, «башенными» и моноблоками. В первом случае устройство можно легко разместить на столе. Tower ПК обычно устанавливают под стол, поскольку он имеет крупнее габариты и внушительную высоту. Сейчас эта граница потихоньку стирается, поскольку практически любое шасси можно установить как на, так и под стол.

Моноблоки - это персональные компьютеры, которые по своей конструкции имеют монолитное строение. То есть все необходимые устройства - монитор, микрофон, веб-камера, клавиатура и прочее - объединены в одно оборудование.

Другие типы компьютеров

Вообще в вопросе о том, какие бывают компьютеры, непросто сразу определить нужные группы и представители. Например, к настольным компьютерам относят персональные, а вот среди персональных уже есть ноутбуки. В то же время лэптопы обычно относят к мобильным устройствам, а не настольным. Соответственно, приходится сталкиваться с путаницей.

Прежде чем перейти к описанию мобильных систем, стоит закончить разбор настольных компьютеров. Помимо рабочих станций, персональных устройств сюда же относят домашние - те, которые рассчитаны на обычных пользователей. Эти машины используют для офисных программ и веб-браузинга.

Особенно популярными стали настольные игровые ПК. Эти системы являются одними из самых мощных по всем характеристикам. Геймеры собирают их для новинок в игровой индустрии. Тут же стоит упомянуть об игровых приставках. Консоли также стоит отнести к компьютерам. Они набирают популярность и в своей конструкции имеют практически те же блоки, что и стационарный ПК.

К настольным также относят бесшумные ПК, имеющие усовершенствованную систему охлаждения, которая работает эффективно, но при этом не издает лишнего шума. Также стоит упомянуть о моноблоках, о которых уже шла речь.

Интернет-устройства

Далее по назначению определяют интернет-устройства. Сюда попали практически все мобильные девайсы. Относят к ним нетбуки, планшеты, планшетные нетбуки и неттопы. Практически все эти девайсы сейчас используют для веб-браузинга. Они не рассчитаны для компьютерных игр, да и работать с офисными программами в них неудобно. Иногда планшеты могут использовать для просмотра видеоконтента.

Неттоп отличается от нетбука тем, что имеет небольшой корпус и лишен своего монитора. То есть дисплей придется докупать отдельно. Но «начинка» этого устройства слабая, поэтому оно годится для работы с веб-обозревателем.

Мобильные устройства

Какие бывают виды компьютеров, которые относят к мобильному типу? Конечно же, первое, что сразу стоит вспомнить, - ноутбук. К нему относят субноутбук. Это устройство, которое имеет более компактные размеры. Оно также включает 3 типа девайсов: нетбуки, ультрабуки и смартбуки. Нетбуки - это компактные ноутбуки со слабой производительностью. Ультрабуки - очень тонкие лэптопы, а смартбуки - небольшие девайсы, которые используют аппаратную платформу смартфонов.

Кроме ноутбуков к мобильным устройствам относят компактные ПК, мобильные интернет-аппараты, планшетные ПК, электронные книги, смартфоны и др. Каждый девайс имеет свои характеристики, назначение и внешний вид.

Модели и производители: ПК

Какие бывают марки компьютеров? Этот вопрос зависит от того, о каком из типов ПК идет речь. Например, если говорит о настольных версиях, то тут о производителе и модели не принято говорить, поскольку каждое комплектующее может быть выпущено под конкретным брендом.

Так, систему можно построить Intel или AMD. Это значит, что процессор для работы будет выбран от одного из этих производителей. Но при этом видеокарта может быть выбрана от компании Nvidia, а оперативная память - от HyperX.

При запуске системы пользователь замечает логотип одной из компаний. Многие считают, что это производитель, который создал ПК. На деле это лишь название компании, которая выпустила материнскую плату, а также версия платформы. Остальные комплектующие могут быть выпущены совершенно под другим именем.

Но иногда случается, что конкретная компания работает над своей моделью ПК. Тогда она закупает детали у других производителей, «упаковывает» их в свои фирменные корпусы, таким образом, пользователь получает компьютер под одним брендом.

Модели и производители: мобильных устройств

Какие бывают модель компьютеров, если речь идет о мобильных устройствах? Тут дела обстоят намного проще. Поскольку производители закупают все детали лэптопа и разрабатывают свое устройство под своим брендом, соответственно, в этом случае легко назвать модель машины.

Например, среди популярных производителей ноутбуков можно выделить: Acer, Asus, Lenovo, Dell, HP и другие. Это именитые бренды, которые занимаются выпуском не только ноутбуков, но и различных устройств, девайсов и гаджетов. Каждый старается создать ряд семейств ноутбуков, по которым бы их легче было идентифицировать.

Например, у Lenovo есть линейка настольных ПК ThinkCentre, а также планшетных компьютеров IdeaTab.

Но к мобильным устройствам относят также смартфоны. Тут еще проще разобраться с производителем. Всем знаком знаменитый конкурирующий дуэт iPhone и Samsung Galaxy. На данный момент это ведущие производители смартфонов. Хотя их компании-производители занимаются выпуском ПК, ноутбуков и планшетов.

Популярность в бюджетном сегменте смартфонов набирают китайские компании Meizu, Xiaomi, OnePlus и другие.

В целом практически все производители, которые занимаются выпуском ПК, рано или поздно начинают производство других устройств. Поэтому немудрено, что, например, Asus выпускает мониторы, материнские платы, видеокарты, ноутбуки, планшеты, смартфоны и многое другое.

Технические характеристики: процессор

Рассматривая разные типы устройств, стоит упомянуть и о технических характеристиках. Например, какие бывают процессоры для компьютера? Стоит сразу сказать, что практически любой девайс, будь то ПК, смартфон, лэптоп, планшет и др., имеет процессор.

Как уже упоминалось ранее, портативные компьютеры обычно базируются на системах Intel или AMD. Именно это производители занимаются разработкой процессоров для всех настольных ПК.

Ту же ситуацию можно наблюдать относительно работы ноутбуков и всех его разновидностей. Производители лэптопов используют комплектующие от популярных брендов. А вот со смартфонами дело обстоит несколько иначе. Intel в свое время пыталась сделать мобильный чип, но он появился в ограниченном количестве моделей телефонов.

Смартфоны получили процессоры благодаря своим производителям. Например, компания Samsung часто использует для своих моделей чипы от Cortex. Apple устанавливает в свои iPhone фирменную «начинку». Китайский Meizu использует Helio в качестве центрального процессора и MediaTek - графический адаптер.

Технические характеристики: память и другие комплектующие

Выбирая настольный ПК или ноутбук, пользователь смотрит на показатели центрального процессора, графического адаптера и объем оперативной и внутренней памяти.

Какая бывает память компьютера? Практически каждое устройство, о котором идет речь, обзавелось оперативной памятью и внутренней. В настольном ПК за ОЗУ отвечают соответствующие модули, а за внутреннюю - жесткий диск или твердотельный накопитель.

Ноутбуки имеют схожую конструкцию с разницей лишь в габаритах и форм-факторах деталей. Смартфоны сильно отличаются, поскольку имеют компактные размеры. Вся память у них размещена за счет чипов на плате.

Наиболее популярным производителем памяти является Samsung. Его чипы используются в разных модулях, под разными брендами. Есть и менее именитые разработчики.

Помимо памяти стоит упомянуть о видеокарте. Например, в персональном компьютере можно обойтись без нее, поскольку все современные процессоры имеют встроенный графический адаптер. Если играть в компьютерные игры, то покупка видеокарты неизбежна.

Основа для нее - платы от Nvidia и Radeon. Но над каждой референсной моделью работают разные производители. Поэтому в магазинах можно встретить продукцию от Asus, Gigabyte, MSI и др. В ноутбуках используется референсный графический адаптер, поэтому в описании характеристик часто можно заметить Nvidia или Radeon.

Смартфоны и планшеты обзавелись мобильными видеокартами. Они встроены в основной процессор и работают в паре с главным ядром. Популярными являются Qualcomm Adreno.

Операционные системы

Какие бывают операционные системы для компьютера? ОС - это комплекс программ, которые помогают управлять аппаратным комплексом. Благодаря операционной системе можно осуществлять вывод и ввод информации, а также организовывать работу с файлами и выполнять прикладные программы.

Какие бывают операционные системы для компьютера? Сейчас их набралось огромное количество. Основными все же являются Windows и macOS. Первая используется практически во всех компьютерах и ноутбуках, а также смартфонах и планшетах. macOS - это фирменная ОС от Apple, разработанная специально для ее продукции.

Одной из первых операционных систем стала DOS. Она долгое время была установлена на всех ПК по всему миру. Сейчас же ее заменили на более новые ПО, а поддержка DOS прекращена.

Программисты особенно любят Linux. Это очень простая и «чистая» операционная система. С ней комфортно работать, и она имеет все необходимые программы. Относится эта ОС к Unix-подобным.

Программы

Какие бывают программы компьютера? Программа - это набор правил, которые следует выполнить для осуществления задачи. Софт бывает разный, одни помогают диагностировать систему, другие создают текст, изображение, видео и т.д.

К системным программам относят операционную систему и утилиты.

Как уже упоминалось ранее, ОС - это главная программа, которая является связующей между аппаратной и программной составляющей. Утилитами называют программы, которые позволяют поддерживать в рабочем состоянии ПК. Обычно сюда относят софт, который занимается очисткой системы от «мусора», исправлением ошибок, диагностикой и пр.

Далее идет группа прикладных программ. Это рабочий софт, который помогает пользователю работать с разными инструментами. Сюда относят офисные программы, которые помогают работать с текстом, таблицами, графиками, изображением, звуками и видео. Первостепенным считается работа с текстовыми редакторами. Поэтому здесь стоит упомянуть знаменитый «Блокнот» и Microsoft Word.

К прикладным программам стоит отнести финансовые и бухгалтерские. Сейчас подобный софт установлен на рабочие ПК в крупных производствах. А вот на домашние компьютеры подобные программы не устанавливают. Хотя есть вероятность, что западный опыт использования планировщиков и финансовых отчетов перейдет к нам.

Мультимедийные программы занимаются более глубокой обработкой изображений, видео и звука. Сюда относят практически всю продукцию Adobe. Также к мультимедийным относят плееры и проигрыватели.

Развлекательные и образовательные программы включают различные справочники, энциклопедии, аудиокниги и «обучалки». Безусловно, тут же стоит упомянуть об играх.

К профессиональным программам относят разнообразный софт для программистов, редакторов трехмерной графики, работы с научными расчетами и проектированием.

Использование и эксплуатация компьютеров

Конечно, знание о том, какие бывают названия компьютеров, не поможет никак с использованием и эксплуатацией. Хотя даже современные смартфоны, планшеты или ноутбуки имеют инструкцию.

Чтобы понять, как пользоваться ПК, придется поискать необходимые справочники или обратиться за помощью к знакомым. Сейчас очень многие являются опытными пользователями компьютера, поэтому помочь в данном вопросе может каждый.

В остальном же необходимо найти кнопку включения ПК, а после разобраться с работой рабочего стола, диалогового окна и устройств ввода и вывода информации.

Та же ситуация и с ноутбуком. А вот со смартфонами и планшетами дела обстоят проще, поскольку у девайсов меньше функционал. Достаточно привыкнуть к сенсору и разобраться в меню гаджета.

Содержание

Этимология

Впервые трактовка слова компьютер появилась в 1897 году в Оксфордском словаре английского языка. Его составители тогда понимали компьютер как механическое вычислительное устройство. В 1946 году словарь пополнился дополнениями, позволяющими разделить понятия цифрового, аналогового и электронного компьютера.

История

Экспоненциальное развитие компьютерной техники

Диаграмма Закона Мура. Количество транзисторов удваивается каждые 2 года

Математические модели

Архитектура и структура

Архитектура компьютеров может изменяться в зависимости от типа решаемых задач. Оптимизация архитектуры компьютера производится с целью максимально реалистично математически моделировать исследуемые физические (или другие) явления. Так, электронные потоки могут использоваться в качестве моделей потоков воды при компьютерном моделировании (симуляции) дамб, плотин или кровотока в человеческом мозгу. Подобным образом сконструированные аналоговые компьютеры были обычны в 1960-х годах, однако сегодня стали достаточно редким явлением.

Классификация

По назначению

Элементная основа

Первая троичная ЭВМ «Сетунь» на ферритдиодных ячейках была построена Брусенцовым в МГУ.

Поверхностный характер представленного подхода к классификации компьютеров очевиден. Он обычно используется лишь для обозначения общих черт наиболее часто встречающихся компьютерных устройств. Быстрые темпы развития вычислительной техники означают постоянное расширение областей её применения и быстрое устаревание используемых понятий. Для более строгого описания особенностей того или иного компьютера обычно требуется использовать другие схемы классификаций.

Физическая реализация

Приведённый перечень технологий не является исчерпывающим; он описывает только основную тенденцию развития вычислительной техники. В разные периоды истории исследовалась возможность создания вычислительных машин на основе множества других, ныне позабытых и порою весьма экзотических технологий. Например, существовали планы создания гидравлических и пневматических компьютеров, между 1903 и 1909 годами некто Перси И. Луджет даже разрабатывал проект программируемой аналитической машины, работающей на базе пошивочных механизмов (переменные этого вычислителя планировалось определять при помощи ниточных катушек).

В настоящее время ведутся серьёзные работы по созданию оптических компьютеров, использующих вместо традиционного электричества световые сигналы. Другое перспективное направление подразумевает использование достижений молекулярной биологии и исследований ДНК. И, наконец, один из самых новых подходов, способный привести к грандиозным изменениям в области вычислительной техники, основан на разработке квантовых компьютеров.

Впрочем, в большинстве случаев технология исполнения компьютера является гораздо менее важной, чем заложенные в его основу конструкторские решения.

Гидравлический компьютер

Биокомпьютер Адлемана

По способностям

Одним из наиболее простых способов классифицировать различные типы вычислительных устройств является определение их способностей. Все вычислители могут, таким образом, быть отнесены к одному из трёх типов:

Современный компьютер общего назначения

При рассмотрении современных компьютеров наиболее важной особенностью, отличающей их от ранних вычислительных устройств, является то, что при соответствующем программировании любой компьютер может подражать поведению любого другого (хоть эта возможность и ограничена, к примеру, вместимостью средств хранения данных или различием в скорости). Таким образом, предполагается, что современные машины могут эмулировать любое вычислительное устройство будущего, которое когда-либо может быть создано. В некотором смысле эта пороговая способность полезна для различия компьютеров общего назначения и устройств специального назначения. Определение «компьютер общего назначения» может быть формализовано в требовании, чтобы конкретный компьютер был способен подражать поведению универсальной машины Тьюринга. Первым компьютером, удовлетворяющим такому условию, считается машина Z3, созданная немецким инженером Конрадом Цузе в 1941 году (доказательство этого факта было проведено в 1998 году).

Конструктивные особенности

Современные компьютеры используют весь спектр конструкторских решений, разработанных за всё время развития вычислительной техники. Эти решения, как правило, не зависят от физической реализации компьютеров, а сами являются основой, на которую опираются разработчики. Ниже приведены наиболее важные вопросы, решаемые создателями компьютеров:

Цифровой или аналоговый

Фундаментальным решением при проектировании компьютера является выбор, будет ли он цифровой или аналоговой системой. Если цифровые компьютеры работают с дискретными численными или символьными переменными, то аналоговые предназначены для обработки непрерывных потоков поступающих данных. Сегодня цифровые компьютеры имеют значительно более широкий диапазон применения, хотя их аналоговые собратья все ещё используются для некоторых специальных целей. Следует также упомянуть, что здесь возможны и другие подходы, применяемые, к примеру, в импульсных и квантовых вычислениях, однако пока что они являются либо узкоспециализированными, либо экспериментальными решениями.

Среди наиболее простых дискретных вычислителей известен абак, или обыкновенные счёты; наиболее сложной из такого рода систем является суперкомпьютер.

Система счисления

Примером компьютера на основе десятичной системы счисления является первая американская вычислительная машина Марк I.

Важнейшим шагом в развитии вычислительной техники стал переход к внутреннему представлению чисел в двоичной форме. [9] Это значительно упростило конструкции вычислительных устройств и периферийного оборудования. Принятие за основу двоичной системы счисления позволило более просто реализовывать арифметические функции и логические операции.

Под руководством академика Хетагурова Я. А. разработан «высоконадёжный и защищённый микропроцессор недвоичной системы кодирования для устройств реального времени», использующий систему кодирования 1 из 4 с активным нулём.

Хранение программ и данных

Во время выполнения вычислений часто бывает необходимо сохранить промежуточные данные для их дальнейшего использования. Производительность многих компьютеров в значительной степени определяется скоростью, с которой они могут читать и писать значения в (из) памяти и её общей ёмкости. Первоначально компьютерная память использовалась только для хранения промежуточных значений, но вскоре было предложено сохранять код программы в той же самой памяти (архитектура фон Неймана, она же «принстонская»), что и данные. Это решение используется сегодня в большинстве компьютерных систем. Однако для управляющих контроллеров (микро-ЭВМ) и сигнальных процессоров более удобной оказалась схема, при которой данные и программы хранятся в различных разделах памяти (гарвардская архитектура).

Программирование

Способность машины к выполнению определённого изменяемого набора инструкций (программы) без необходимости физической переконфигурации является фундаментальной особенностью компьютеров. Дальнейшее развитие эта особенность получила, когда машины приобрели способность динамически управлять процессом выполнения программы. Это позволяет компьютерам самостоятельно изменять порядок выполнения инструкций программы в зависимости от состояния данных. Первую реально работающую программируемую вычислительную машину сконструировал немец Конрад Цузе в 1941 году.

При помощи вычислений компьютер способен обрабатывать информацию по определённому алгоритму. Решение любой задачи для компьютера является последовательностью вычислений.

Было обнаружено, что компьютеры могут решить не любую математическую задачу. Впервые задачи, которые не могут быть решены при помощи компьютеров, были описаны английским математиком Аланом Тьюрингом.

Применение

Трёхмерная карта поверхности участка земной суши, построенная при помощи компьютерной программы

Первые компьютеры создавались исключительно для вычислений (что отражено в названиях «компьютер» и «ЭВМ»). Даже самые примитивные компьютеры в этой области во много раз превосходят людей (если не считать некоторых уникальных людей-счётчиков). Не случайно первым высокоуровневым языком программирования был Фортран, предназначенный исключительно для выполнения математических расчётов.

Вторым крупным применением были базы данных. Прежде всего, они были нужны правительствам и банкам. Базы данных требуют уже более сложных компьютеров с развитыми системами ввода-вывода и хранения информации. Для этих целей был разработан язык Кобол. Позже появились СУБД со своими собственными языками программирования.

Третьим применением было управление всевозможными устройствами. Здесь развитие шло от узкоспециализированных устройств (часто аналоговых) к постепенному внедрению стандартных компьютерных систем, на которых запускаются управляющие программы. Кроме того, всё бо́льшая часть техники начинает включать в себя управляющий компьютер.

Пятое. Современные суперкомпьютеры используются для компьютерного моделирования сложных физических, биологических, метеорологических и других процессов и решения прикладных задач. Например, для моделирования ядерных реакций или климатических изменений. Некоторые проекты проводятся при помощи распределённых вычислений, когда большое число относительно слабых компьютеров одновременно работает над небольшими частями общей задачи, формируя таким образом очень мощный компьютер.

Читайте также: