Виды компьютерных систем ответы

Обновлено: 07.07.2024

Под термином «компьютерные системы» подразумевают: непосредственно компьютер с установленным на него системным и прикладным программным обеспечением, а также электронные носители данных; локальные и глобальные компьютерные сети. Как для любой системы, можно выделить четыре базовых характеристики компьютерных систем: 1. отношение стоимость/производительность; 2. надежность и отказоустойчивость; 3. масштабируемость; 4. совместимость и мобильность программного обеспечения. Составляющие компьютерной системы, как информационной, могут выполнять 5 основных функций: 1. получение информации из внешних источников; 2. выдача информации; 3. хранение информации; 4. передача информации; 5. обработка информации.

Существуют различные классификации компьютерной техники: по этапам развития; по архитектуре; по производительности; по условиям эксплуатации; по количеству процессоров; по потребительским свойствам и т.д.

По этапам развития, можно выделить 4 основные поколения ЭВМ. К первому поколению относят машины, построенные на электронных лампах накаливания. Ко второму поколению относят машины, построенные на транзисторных элементах. Машины третьего поколения выполнены на так называемых интегральных схемах, которые сокращенно обозначают ИС. Четвертое поколение. Происходит переход от обычных интегральных схем к большим интегральным схемам. В компьютерах пятого поколения произойдет качественный переход от обработки данных к обработке знаний.

По принципу действия: аналоговые, цифровые, гибридные.

Назначение компьютерных систем и профилирование по классам задач

По принципу действия:

Аналоговые (АВМ) – вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения).

Цифровые (ЦВМ) – вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.

Гибридные (ГВМ) – вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

Вы хотите знать, какие есть типы компьютерных систем? Узнайте, как различные типы компьютеров удовлетворяют различные потребности пользователей.

Настольные компьютеры
Неттоп
Ноутбук
Нетбук
Планшеты

Компьютерная система типов: Настольный

Настольные компьютеры, как правило, состоят из нескольких отдельных частей: клавиатура, мышь, экран и системного блока. Системный блок является фактически компьютером, содержащим различные компоненты, такие как процессор, материнская плата, память и жесткий диск.

Различные типы компьютерных систем: Неттоп

Неттоп компьютер очень мал по сравнению с настольным компьютером. Как и настольные ПК, они требуют клавиатуры, мыши и подключение экрана. Но они занимают гораздо меньше места, чем традиционные настольные ПК. И хотя они могут стоять на столе, как обычные настольные компьютеры, неттопы также могут быть прикреплены к задней части монитора, и это является их почти главным преимуществом.

Различные виды компьютеры: Ноутбук

Различные типы компьютеров: Нетбуки

Нетбук как правило меньше ноутбука. Они небольшие, менее мощные и меньше по стоимости. Но из-за их небольшого размера и малого веса их очень легко взять с собой в поездку. Они также долгое время держать заряд батареи.

Компьютерная система типов: Планшетные компьютеры

Планшетный компьютер представляет собой небольшой, легкий, мобильный компьютер, который использует сенсорный ввод, а не клавиатуры и мыши. Планшетные ПК обычно имеют размер экрана около 10 дюймов. Сам корпус, как правило, около половины дюйма в толщину. Планшетный компьютеры производят различные производители компьютеров и, как следствие, для них есть несколько операционных систем. IPad планшетного компьютера от Apple работает IOS, другие как правило, работают на Google, Android или Microsoft Windows 7.

Разница между Mac и PC

Маки компьютеры, производимые компанией Apple. Они узнаваемы по их отличительному стильному дизайну. ПК как правило, работают или на операционной системы Microsoft Windows или на Linux. В то время как компьютеры Apple работают под управлением Mac системы «MacOS», которая известна тем, что проста в использовании.

На MacOS будут работать только Mac программы, он не будет работать с программами, разработанные для Microsoft Windows. Однако, современные Маки могут запускать Windows и Linux, так что можно запускать компьютерные программы на Mac.

CISC (Complicated Instruction Set Computer – компьютер с усложненной системой команд) – исторически первый подход к компьютерной архитектуре, суть которого в усложненности в системе команд вследствие реализации в них сложных по семантике операций, реализующие типовые действия, часто используемые при программировании и при реализации языков (например, групповая пересылка строк).

EPIC (Explicit Parallelism Instruction Computers – компьютеры с явным распараллеливанием команд) – подход к архитектуре компьютера, аналогичный VLIW, но с добавлением ряда усовершенствований, например, спекулятивных вычислений – параллельного выполнения обеих веток условной конструкции с вычислением условия.

RISC (Reduced Instruction Set Computer – компьютер с упрощенной системой команд) – упрощенный подход к архитектуре компьютеров , характеризующийся следующими принципами: упрощение семантики команд; отсутствие сложных групповых операций; одинаковая длина команд (32 или 64 бита, по размеру машинного слова); выполнение арифметических операций только в регистрах и использование специальных команд записи и считывания регистр память ; отсутствие специализированных регистров; использование большого набора регистров общего назначения (регистрового файла); передача при вызове процедур параметров через регистры.

VLIW (Very Long Instruction Word – компьютеры с широким командным словом) – подход к архитектуре компьютеров , основанный на следующих принципах: статическое планирование параллельных вычислений компилятором на уровне отдельных последовательностей команд и подкоманд.; представление команды как "широкой " - содержащей несколько подкоманд, выполняемых параллельно за один и тот же машинный такт на нескольких однотипных устройствах процессора – например, двух устройствах сложения и двух логических устройствах.

Внешние устройства - см. Устройства ввода-вывода

Гибридный процессор – новый, все шире распространяющийся подход к архитектуре компьютеров , при котором процессор имеет гибридную структуру – состоит из (многоядерного) центрального процессора (CPU) и (также многоядерного) графического процессора ( GPU – Graphical Processor Unit).

Инициатива по надежным и безопасным вычислениям (trustworthy computing initiative) – инициатива корпорации Microsoft (2002), целью которой является повышение надежности и безопасности программного обеспечения, прежде всего – операционных систем.

Карманный портативный компьютер (КПК, органайзер) - миниатюрный компьютер , помещающийся на ладони или в кармане, по своим параметрам почти сравнимый с ноутбуком, предназначенный для повседневного использования с целью записи, хранения и чтения информации, в том числе – мультимедийной, и коммуникации через Интернет .

Кластеры компьютеров – группы компьютеров, физически расположенные рядом и соединенные друг с другом высокоскоростными шинами и линиями связи.

Многоцелевые компьютеры ( компьютеры общего назначения, mainframes) – традиционное историческое название для компьютеров, распространенных в 1950-х – 1970-х гг., использовавшихся для решения любых задач.

Многоядерный компьютер (multi-core computer) – наиболее распространенная в настоящее время (2010 г.) архитектура компьютеров, при которой каждый процессор имеет несколько ядер (cores), объединенных в одном кристалле и параллельно работающих на одной и той же общей памяти, что дает широкие возможности для параллельных вычислений .

Настольный компьютер – персональный компьютер , размещаемый на рабочем столе и используемый на работе или дома.

Носимый компьютер – сверхминиатюрный компьютер , встроенный в одежду или имплантированный в тело человека, предназначенный для обработки информации от датчиков, управления специализированными устройствами (например, кардиостимулятором), или выдачи рекомендаций по навигации и выполнению других типовых действий человеком.

Операционная система – базовое системное программное обеспечение , управляющее работой компьютера и являющееся посредником (интерфейсом) между аппаратурой, прикладным программным обеспечением и пользователем компьютера.

Память – часть компьютера, хранящая данные и программы.

Подсистема управления ресурсами – компонент операционной системы, управляющий вычислительными ресурсами компьютера.

Портативный компьютер (ноутбук, лаптоп) – миниатюрный компьютер , по своим параметрам не уступающий настольному, но по своим размерам свободно помещающийся в небольшую сумку и предназначенный для использования в поездке, дома, на даче.

Прикладное программное обеспечение – программы, предназначенные для решения различных классов задач.

Распределенная система – вычислительная система , состоящая из нескольких компьютеров, объединенных в проводную или беспроводную сеть .

Система реального времени – вычислительная система , предназначенная для управления техническим, военным или другим объектом в режиме реального времени.

Суперкомпьютер – мощный многопроцессорный компьютер , производительностью до нескольких петафлопс (10 15 вещественных операций в секунду), предназначенный для решения задач, требующих больших вычислительных мощностей, например, моделирование , прогнозирование погоды.

Управляющая программа – компонент операционной системы, управляющая исполнением других программ и функционированием устройств ввода-вывода .

Устройства ввода-вывода – устройства компьютера, обеспечивающие ввод информации в компьютер и вывод результатов работы программ в форме, воспринимаемой пользователем или другими программами

Центральный процессор – центральная часть компьютера, выполняющая его команды (инструкции)

Ядро – низкоуровневая основная компонента любой операционной системы, выполняемая аппаратурой в привилегированном режиме, загружаемая при запуске ОС и резидентно находящаяся в памяти

Краткие итоги

В настоящее время наблюдается бурное развитие операционных систем ( Windows , Linux, Solaris, MacOS и др.) , в том числе – с открытым исходным кодом ( Windows Research Kernel , Linux, OpenSolaris и др.).

По мнению Дэвида Проберта (менеджера Microsoft по развитию Windows ), Знание ОС способствует становлению зрелого мышления программиста и хорошему знанию сетевых технологий и протоколов, виртуальных машин , методов современного программирования.

Операционная система (ОС) – общее системное программное обеспечение , являющееся интерфейсом между аппаратурой компьютера, пользователем, прикладным программным обеспечением и другими компьютерами в сети.

Цели работы ОС – обеспечение удобства, эффективности, надежности и безопасности выполнения пользовательских программ, использования компьютерного оборудования и внешних устройств, подключенных к компьютеру. Особая важность в настоящее время придается инициативе по надежным и безопасным вычислениям ( trustworthy computing ) фирмы Microsoft.

Компонентами компьютерной системы (в широком смысле слова) являются аппаратура, операционная система , прикладное программное обеспечение , пользователи (клиенты) – люди и другие компьютеры в сети.

Компьютерные системы очень разнообразны по своему назначению и по архитектуре.

По своему назначению и параметрам различаются суперкомпьютеры , многоцелевые компьютеры ( mainframes ), кластеры компьютеров, настольные компьютеры, портативные компьютеры, карманные портативные компьютеры (КПК), мобильные устройства (мобильные телефоны, коммуникаторы), носимые компьютеры, распределенные компьютерные системы, компьютерные системы реального времени .

Основные архитектуры компьютеров: CISC , RISC , VLIW , EPIC , многоядерные компьютеры, компьютеры с гибридными процессорами.

Основные компоненты операционной системы: ядро , подсистема управления ресурсами , управляющая программа .

Классификация компьютерных систем проводится по следующим признакам [2]:

· по способу построения;

· по функциональному назначению;

· по размещению информации в сети;

· по числу главных вычислительных машин (ГВМ)

· по типу используемых ЭВМ

· по методу передачи данных

· по реализации топологии соединения компьютерных систем в сети.

По способу построения, различают на сосредоточенные и распределенные (Рис. 2. 1).

По функциональному назначению различают компьютерные системы: автоматизированной обработки данных и автоматизированные системы контроля управления производством, технологическими процессами и объектами. Автоматизированные системы обработки данных различают:информационные,предоставляющие пользователю в основном информационное обслуживание;вычислительные, выполняющие главным образом решение задач с обменом данными и программами между ЭВМ сети, и смешанныеинформационно-вычислительные.

По размещению информации в системе разделяют с централизованным банком данных, формируемым в одном из узлов системы, и с распределенным банком данных, состоящим из отдельных локальных банков, расположенных в узлах системы.

По степени территориальной рассредоточенности можно выделить крупномасштабные, илиглобальные, вычислительные системы, охватывающие территорию страны, нескольких стран с расстояниями между узлами сети, измеряемыми тысячами километров;региональные системы, охватывающие определенные регионы — город, район, область и т. п.;локальные вычислительные системы с максимальным расстоянием между узлами системы не более нескольких километров.

Рис. 2. 1. Классификация компьютерных систем по способу построения

По числу ГВМ следует различать сети с несколькими и с одной ГВМ. Последние относятся к вычислительным системам с телеобработкой, которые представляют собой комплексы, состоящие из вычислительной машины и удаленных абонентских пунктов (АП), связанных с помощью каналов и аппаратуры передачи данных.

По типу используемых ЭВМ выделяютоднородные сети, содержащие программно-совместимые машины, инеоднородные, если машины сети программно несовместимы. На практике сети часто являются неоднородными.

В системе передачи данных между абонентами с коммутацией пакетов используются два способа передачи: дейтаграммный и виртуальный.

Виртуальный способ – передача данных в виде последовательностей связанных в цепочки пакетов. Организация виртуального канала между двумя процессами равносильна выделению им дуплексного канала связи, по которому данные передаются в их естественной последовательности. Виртуальный канал сохраняет все вышеописанные преимущества коммутации пакетов в отношении скорости передачи и мультиплексирования, но требует предварительной процедуры установления соединений. По окончании сеанса связи канал распадается и возвращает ресурсы для установления новых виртуальных соединений.

Важным признаком классификации компьютерных систем являетсяреализация топологии их соединения в сети. Топологическая структура сети оказывает значительное влияние на ее пропускную способность, устойчивость сети к отказам ее оборудования, на логические возможности и стоимость сети. В настоящее время наблюдается большое разнообразие в топологических структурах вычислительных сетей: (Рис. 2. 1).

Рис. 2. 2. Топологические структуры компьютерных вычислительных сетей (а — одинарная многоточечная линия типа «шина»; б — петлевая сеть типа «кольцо»; в — звездообразная сеть типа «звезда»; г — полносвязная сеть; д — древовидная сеть

Топология крупных компьютерных систем может представлять собой комбинацию нескольких топологических решений.

В вычислительных сетях (системах) ее абоненты оснащаются специальными программными средствами для сетевой обработки данных. К программным средствам предъявляются требования по сохранению работоспособности сети при изменении ее структуры, при отказах отдельных ЭВМ, каналов и узлов связи, а также обеспечению возможности работы ЭВМ с терминалами различных типов и взаимодействия разнотипного оборудования.

Стандартный системный блок и ноутбук, ну, может быть, еще моноблок — самые явные ответы, которые мы услышим, задав вопрос «какие бывают виды ПК» обычному пользователю. На самом же деле конструкций ПК намного больше, а в их разнообразии легко запутаться.

Почему и когда появилось разделение на разные типы ПК

В 1977 году появились первые массовые персональные компьютеры Apple II, Commodore PET и Tandy. Компьютеризация населения пошла семимильными шагами. Параллельно усовершенствованию стандартных десктопов, разрабатывались и более компактные решения. Развитие беспроводных сетей, интернета и общая мобильность людей требовала решений, которые не привязывали бы человека к одному стационарному месту с громоздким ПК.

Одним из первых моноблоков стал Macintosh, выпущенный в 1984 году, дальнейшее развитие он получил в моделях eMac и iMac.С развитием программного обеспечения с открытым кодом стали появляться и другие компактные ПК, такие как Linutop и им подобные. В 2010 году появились современные одноплатные компьютеры наподобие Raspberry. Примерно в этот же период под производством Intel на рынок стали выходить неттопы линейки Atom. Они являлись своеобразным ответвлением в развитии нетбуков.

Благодаря новым технологиям появилась возможность втиснуть в маленький корпус достаточно производительное железо. На смену HDD пришли SSD, дисководы морально устарели, а блок питания «переехал» за корпус. На данный момент видов стационарных ПК немалое количество и в их разнообразии легко потеряться. Рассмотрим каждый тип конструкции подробнее.

Десктоп

Знакомая каждому пользователю «коробка» спустя годы все еще остается самой массовой вариацией ПК. Наполнение комплектующих во всех конструкциях стационарных ПК в целом аналогично стандартному системному блоку. К недостаткам можно отнести разве что размеры и немобильность (кроме редких моделей, которые вмещаются в рюкзак). Внутренние компоненты легкозаменяемые: подвергнуть апгрейду можно любую составляющую, повысив производительность ПК в разы.

А все потому, что нет ограничений по размеру устанавливаемых компонентов, а стандарты форм-факторов общие. Блоки питания с большой мощностью позволяют поставить несколько видеокарт и процессоров. Круг задач, выполняемый десктопом, можно описать словами — «все и сразу». Запуск тяжелых игр, профессиональные рабочие задачи или просмотр фильмов — десктоп подойдет для всего, достаточно подобрать подходящие компоненты.

Проявив фантазию, можно собрать уникальный компьютер с регулируемой подсветкой, стеклом и кастомной системой охлаждения.

Моноблок

Уменьшенной вариацией десктопа стал моноблок. По сути это тот же ПК, только совмещенный с монитором в одном корпусе. Благодаря этому он занимает площадь такую же, как стандартный монитор, экономя пространство на рабочем столе. Здесь установлены те же компоненты, что и в обычном ПК, но с урезанными мощностями. В большинстве случаев основные компоненты распаяны на плате, поэтому к апгрейду доступны лишь оперативная память и система хранения. Высокопроизводительную видеокарту и процессор установить в такой корпус в принципе проблематично, блок питания внешний — отсюда и меньшая производительность.

Это издержки такого форм-фактора. Но взамен мы получаем стильный ПК, занимающий минимум места, который подойдет для дома или офиса.

Тонкие клиенты

Тонкие клиенты представляют собой компактные ПК в слим-корпусах. Дискретные видеокарты тут отсутствуют, а за вывод картинки отвечает встроенное в процессор видеоядро. Характеристики комплектующих не впечатляют, но этого от них и не требуется. Главная задача тонких клиентов — подключение к серверу, поэтому они отлично подходят для создания «офисной сети». У тонких клиентов низкое энергопотребление, они компактны, но обладают всеми необходимыми интерфейсами и позволяют в минимальные сроки добавить новое рабочее место.

При необходимости апгрейду подвергается лишь сервер, а не каждый ПК пользователя.

Неттопы

Для тех, кому не требуется запускать игровые новинки или тяжелые рабочие приложения существует неттоп. Возможностей такого компьютера хватит для полноценной замены десктопа, если он используется только для интернет-серфинга, работы с файлами, просмотра фильмов и запуска нетребовательных игр.

По внутренней начинке неттоп наиболее схож с нетбуком. Мы можем увеличить емкость системы хранения и оперативной памяти, добавив соответствующие комплектующие. В некоторых моделях имеется крепление VESA, что позволяет подвесить неттоп к монитору, создав своеобразный аналог моноблока.

Платформы

Как и неттопы — платформы обладают схожим функционалом и миниатюрностью. Устройство размером с ладонь предоставляет весь вычислительный потенциал. Но в отличие от неттопа, платформы поставляются без операционной системы, оперативной памяти и накопителя. Эти комплектующие устанавливаются пользователем на свой вкус, а платформа выбирается с учетом производительности процессора.

Так как платформы оснащены всеми современными интерфейсами, использовать их можно не только для обычных задач, свойственных ПК, но и для создания небольших серверов или медиацентра для просмотра фильмов на телевизоре.

Микрокомпьютеры

Последний тип ПК в нашем списке, но не последний по возможностям. Микрокомпьютеры — кладезь для людей «с руками». Круг использования микрокомпьютеров огромен. Разработка проектов, эмуляция, мультимедийный центр, робототехника — и это далеко не весь список. Внешний вид микрокомпьютеров представляет собой своеобразный конструктор. Корпус отсутствует, на плате распаяны основные комплектующие и интерфейсы подключения, а питание подается через порт USB.

Зачастую встроенного накопителя нет — данные хранятся на карте памяти, что позволяет загружать нужный дистрибутив и программы, подключив конкретную карту. Микрокомпьютер можно модифицировать, добавив к нему корпус и радиатор на процессор.

В современных реалиях можно подобрать стационарный ПК абсолютно под любые нужды. Достаточно определить какой круг задач вы собираетесь решать этим устройством. Даже самые миниатюрные варианты обладают мощностями, которые несколько лет назад представить было сложно, и их вполне хватит для решения большинства поставленных задач.

Читайте также: