Лекция 3. Общий состав и структура персональных ЭВМ и вычислительных систем

Состав и структура персональных ЭВМ и вычислительных систем

1. История возникновения и развития вычислительной техники

Информатика и вычислительные средства прошли долгий путь развития – от счета на пальцах, счета с помощью камешков и палочек до современных суперЭВМ, от боя тамтамов, посылки гонцов и пламени сигнальных костров до космической спутниковой связи, телевизионных передач с поверхности планет.

Этапы развития ВТ:

- Электромеханический этап:

Механические «аналоговые» устройства

1642 г. – первая модель вычислительной машины (Б.Паскаль)

1775-1804 - механические счетные «цифровые» устройства типа арифмометров

перфораторов, табуляторов

1823 г. – аналитическая машина (Чарзл Беббидж)

1831 г. – электромагнитное реле (Джофер Генри (США) и Сальваторе Дель Негро (Италия)

1887 г. – электромеханический табулятор (Герман Голлерит (США)

1931 г. – табуляторы для выполнения умножения (фирма IBM- США)

1934 г. – алфавитно-цифровые табуляторы

30 годы – прообраз первой локальной сети

1934-36 гг. – первая программно-управляемая вычислительная машина

- Электронный этап:

первая электронная лампа – диод (Т.Эдисон)

1906 г. - трехэлектродная лампа – триод (Ли де Форест)

1936 г. – Машина Тьюринга – преобразователь дискретной информации,

теоретическая вычислительная система

1945 г. – концепция электронно-вычислительной машины ЭДИАК (Джон фон Нейман)

1946 г. - первая ЭВМ «ЭНИАК» (Д.П. Эккерт, Д.У. Моучли (США))

1948 г. - транзистор (У.Шоркли, Дж. Бардин и У.Бреттейн) первые мини ЭВМ

- Микроэлектроника:

1950- г. – первая в СССР вычислительная электронная цифровая машина МЭСМ

1958 г. – интегральная микросхема (США)

с 1970 г. – микро ЭВМ: электронные калькуляторы, программируемые калькуляторы

1971 г. – микропроцессор (фирма INTEL)

- ЭВМ с диалоговым режимом:

1975 г. – персональные компьютеры (США)

большие ЭВМ

1981 г. – ЭВМ искусственного интеллекта

1982 г. – профессиональные персональные компьютеры фирмы IBM

2. Классификация ЭВМ

Компьютеры могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности по принципу действия, назначению, способам организации вычислительного процесса, размерам и вычислительной мощности, функциональным возможностям и др.

По принципу действия компьютеры можно разделить на две большие категории: аналоговые и цифровые.

Аналоговые компьютеры (аналоговые вычислительные машины - АВМ) - вычислительные машины непрерывного действия. Они работают с информацией, представленной в аналоговой форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины. Наибольшее распространение получили электронные АВМ, в которых машинными переменными служат электрические напряжения и токи. Основными элементами таких машин являются усилители, резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, между которыми могут устанавливаться соединения, отражающие условия той или иной задачи. Программирование задач осуществляется путем набора элементов на наборном поле. АВМ используются для учебных и демонстрационных целей, научных исследованиях. В практике повседневной жизни они не используются.

Цифровые компьютеры (ЭВМ) основаны на дискретной логике «да-нет», «ноль-единица». Все операции производятся компьютером в соответствии с заранее составленной программой.

Поколения ЭВМ

Годы	Элементная база	Быстродействие	Программное обеспечение	Применение	Примеры
50-ые	Электронные лампы	10-20 тыс.оп/с	Машинные языки	Расчетные задачи	ЭНИАК (США), МЭСМ (СССР)
60-ые	Полупроводники	100-500 тыс.оп/с	Алгоритмические языки, диспетчерские системы, пакетный режим	Инженерные, научные, экономические задачи	IBM 701 (США) БЭСМ-6, БЭСМ-4, НАИРИ (СССР)
70-ые	Интегральные микросхемы	Поряка 1 млн. оп/с	Операционные системы, режим разделения времени	АСУ, САПР, научно-технические задачи	IBM 360 (США), ЕС 1030, 1060 (СССР)
80-ые	БИС, микропроцессоры	Десятки и сотни млн.оп/с	Базы и банки данных	АРМ, обработка текстов, графика	ПЭВМ
90-ые	Сверх БИС	Более 100 млрд. оп/с	Глобальные всемирные сети	Управление, коммуникации	серверы

По вычислительной мощности в 70-80-х годах XX в. сложилась следующая систематика ЭВМ.

Суперкомпьютеры – это ЭВМ, обладающие максимальными возможностями в плане быстродействия и объема вычислений. Используются для решения задач национального и общечеловеческого масштабов – национальная безопасность, исследования в области биологии и медицины, моделирование поведения больших систем, прогноз погоды и т.д.

Большие ЭВМ (мэйнфреймы) – компьютеры, которые используются в крупных научных центрах и университетах для проведения исследований, в корпоративных системах – банках, страховых, торговых учреждениях, на транспорте, в информационных агентствах и издательствах.

Мини – компьютеры – это специализированные ЭВМ, которые используются для выполнения определенного вида работ, требующих относительно больших вычислительных мощностей: графика, инженерные расчеты, работа с видео, верстка полиграфических изданий и т.п..

Микрокомпьютеры – это самый многочисленный и многоликий класс ЭВМ, основу которого составляют персональные компьютеры.

Серверы (от англ.serve – «обслуживать», «управлять») – многопользовательские мощные ЭВМ, обеспечивающие функционирование вычислительных сетей. Они служат для обработки запросов от всех рабочих станций, подключенных к сети. Сервер предоставляет доступ к общим сетевым ресурсам – вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам – распределяет ресурсы между пользователями.

Персональный компьютер – это наиболее распространенный класс компьютеров, способных решать задачи различного уровня – от составления бухгалтерской отчетности до инженерных расчетов.

Ноутбук (от англ. notebook – записная книжка) – этот устоявшийся термин совершенно неправильно отражает особенности этого класса персональных компьютеров. Все модели ноутбук можно условно подразделить на три класса: универсальные, для бизнеса и компактные (субноутбуки). Универсальные ноутбуки являются полноценной заменой настольного ПК. Ноутбуки бизнес-класса предназначены для использования в офисе, дома, в дороге. Служат дополнением для офисного иди домашнего десктопа, не их заменой.

Карманный персональный компьютер (КПК) – состоит из тех же частей, что и настольный компьютер: процессора, памяти, звуковой и видеосистемы, экрана, слотов расширения, с помощью которых можно увеличить память или добавить другие устройства. Для набора текста применяется так называемая виртуальная клавиатура, текст набирается специальной палочкой, которая называется «стилус». Отсутствует и винчестер. Основным хранилищем программ и данных является встроенная память объемом до 64 Мбайт, а роль дисков выполняют карточки флэш-памяти.

Электронные секретари – имеют формат карманного компьютера. Они ориентированы на использование электронных справочников, хранящих имена, адреса и номера телефонов, списки текущих дел и т.п. Имеют встроенный текстовый и графический редакторы, электронные таблицы и офисные приложения. Имеют модемы, при подключении к вычислительной сети могут получать и отправлять электронные письма и факсы.

Электронные записные книжки (органайзеры) – относятся к «легчайшей категории» портативных компьютеров (масса не превышает 200 г.). Имеют вместительную память, в которую можно записать необходимую информацию и отредактировать ее с помощью встроенного текстового редактора. В органайзер встроен внутренний таймер, который напоминает о важных событиях. Органайзер оснащен встроенным переводчиком, имеющим несколько словарей.

Смартфон – компактное устройство, сочетающее в себе функции сотового телефона, электронной записной книжки и цифровой фотокинокамеры с мобильным доступом в Интернет. Имеет микропроцессор, оперативную память, постоянное запоминающее устройство; выход в Интернет осуществляется по каналам сотовой связи.

3. Состав персональных ЭВМ и вычислительных систем

Блок-схема устройств ПЭВМ

	Системный блок

Системная (материнская) плата

Основные устройства компьютера:

· Системный блок:

Дата добавления: 2014-11-18