Вопросы для самопроверки. Классификация компьютеров

Классификация компьютеров

Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках

Записывающие оптические и магнитооптические накопители

Записывающий накопитель CD-R (Compact Disk Recordable) способен, наряду с прочтением обычных компакт-дисков, записывать информацию на специальные оптические диски емкостью 650 Мбайт. В дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и поликарбонатной основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам. Накопители CD-R, благодаря сильному удешевлению, приобретают все большее распространение.

Стример (англ. tape streamer) — устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты с магнитной лентой ёмкостью 1 — 2 Гбайта и больше.

Стримеры позволяют записать на небольшую кассету с магнитной лентой огромное количество информации. Встроенные в стример средства аппаратного сжатия позволяют автоматически уплотнять информацию перед её записью и восстанавливать после считывания, что увеличивает объём сохраняемой информации.

Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации.

В последнее время всё шире используются накопители на сменных дисках, которые позволяют не только увеличивать объём хранимой информации, но и переносить информацию между компьютерами. Объём сменных дисков — от сотен Мбайт до нескольких Гигабайт.

Существует много систем классификации компьютеров. Рассмотрим некоторые из них, сосредоточив внимание на тех, о которых часто упоминается в технической литературе и средствах массовой информации.

Классификация по назначению - один из методов классификации, связанный с способами применения компьютеров. По этому принципу различают супер ЭВМ, большие ЭВМ (электронно-вычислительные машины), мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные компьютеры (рис. 5),которые, в свою очередь, подразделяют на массовые, деловые, портативные, развлекательные и рабочие станции.

Суперкомпьютер (supercomputer) - предназначен для высокоскоростного выполнения прикладных процессов. В 1976 г. корпорация Cray Research изготовила первый сверхбыстродействующий компьютер, образовав новый класс компьютеров. Первоначально Cray Research предполагала, что потребность в таких компьютерах будет небольшой, однако она увеличивается, и особенно в последние годы. Кроме этого, производители суперкомпьютеров постоянно улучшали показатель стоимость/производительность. Появился и получил большую популярность новый класс - супермини-компьютеры. Это уменьшенные по габаритам и более экономичные варианты суперкомпьютеров, нередко настольного исполнения.

Рис. 5. Классификация по сферам применения и методам использования

Суперкомпьютер может иметь один процессор, и тогда в нём одна последовательность команд работает с одним потоком данных. Вместе с этим большие скорости обработки данных можно получить лишь в многопроцессорных системах. Поэтому во всех последующих архитектурах степень параллельной обработки возрастает. Растёт соответственно и число входящих в суперкомпьютер процессоров. В дополнение к обычным (скалярным) подключаются векторные процессоры. В первом случае обрабатываются скалярные величины, а во втором - векторные.

Базовый (большой) компьютер - mainframe - основной тип компьютера, используемый в больших информационных сетях, работает с большой скоростью и по производительности уступает суперкомпьютеру, но охватывает более широкий круг решаемых задач. Мэйнфрейм обладает относительно большой оперативной памятью и предоставляет свои ресурсы через коммуникационную сеть большому числу пользователей. 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 отличаются уменьшенными размерами, меньшей производительностью и стоимостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, научными учреждениями, банками и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную деятельность с научной.

Микро-ЭВМ применяются на многих предприятия. Обслуживание компьютера осуществляется вычислительной лабораторией в составе нескольких человек (а не вычислительный центр). В число сотрудников лаборатории обязательно входят программисты, но разработкой программ они не занимаются.

Персональные компьютеры - категория компьютеров для обслуживания рабочего места, получившая бурное развитие в течение последних двадцати лет. Широкую популярность ПК получили после 1995г. в связи с развитием Интернета.

До последнего времени модели ПК условно рассматривали в двух категориях: бытовые и профессиональные. 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 удешевлением средств вычислительной техники границы между профессиональными и бытовыми моделями в значительной степени стёрлись 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. При этом 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 г. в области ПК начал действовать международный сертификационный стандарт - спецификация РС99. Он регламентирует принципы классификации ПК и рекомендуемые требования к каждой из категорий:

• Consumer PC (массовый ПК);

• Office PC (деловой ПК);

• Mobile PC (портативный ПК);

• Workstation PC (рабочая станция);

• Entertainmemt PC (развлекательный ПК).

Согласно спецификации РС99 большинство продающихся ПК попадают в категорию массовых. Для деловых ПК минимизированы требования к средствам воспроизведения графики, а к средствам работы со звуковыми данными требования вообще не предъявляются. Для портативных ПК обязательнымявляется наличие средств создания соединений удалённого 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.

Классификация по уровню специализации – ПК подразделяются на универсальные и специализированные. На базе универсальных ПК можно собирать вычислительные системы произвольного состава (состав компьютерной системы называется конфигурацией). Специализированные ПК предназначены для решения конкретного круга задач. К ним относятся бортовые ПК автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов и т.д. Специализированные компьютеры, объединяющие ПК предприятия в одну сеть, называют файловыми серверами. Компьютеры, обеспечивающие передачу данных внутри всемирной компьютерной сети, называют сетевыми серверами.

Классификация по типоразмерам -различают настольные (desktop), портативные (notebook), карманные (palmtop)модели. Недавно появились устройства, сочетающие возможности карманных персональных компьютеров и устройств мобильной связи (по-английски они называются PDA, Personal Digital Assistant).

Классификация по совместимости. От совместимости работы ПК между собой 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 данными.

Аппаратная совместимость – по ней различают, так называемые, аппаратные платформы. Среди ПК наиболее широко распространены аппаратные платформы: IBM PC и Apple Macintosh. Принадлежность ПК к одной аппаратной платформе повышает совместимость между ними.

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

Классификация по типу используемого процессора - основной компоненты любого компьютера. В ЭВМ это специальный блок, а в ПК - специальная микросхема, которая выполняет все вычисления. Даже если компьютеры принадлежат одной аппаратной платформе, они могут различаться по типу используемого процессора.

Состав вычислительной системы. Состав вычислительной системы ПК называется конфигурацией. Аппаратные и программные средства вычислительной техники исходя из выполняемых функций рассматривают раздельно. Соответственно выделяют аппаратную конфигурацию ПК и их программную конфигурацию. Критериями выбора аппаратного или программного решения являются производительность и эффективность.

Аппаратное обеспечение. К нему относятся устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию ПК. Современные компьютеры имеют блочно - модульную конструкцию. Аппаратную конфигурацию, необходимую для исполнения конкретных видов работ, можно собирать из готовых узлов и блоков.

По способу расположения устройств относительно центрального процессорного устройства (ЦПУ - Central Processing Unit, CPU)различают внутренние и внешние устройства. Внешними, как правило, являются большинство устройств ввода-вывода данных (их также называют периферийными устройствами) и некоторые устройства, предназначенные для длительного хранения данных.

Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами. Стандарты на аппаратные интерфейсы в вычислительной технике называют протоколами. Таким образом, протокол - это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств для успешного согласования их работы с другими устройствами.

Многочисленные интерфейсы, присутствующие в архитектуре любой вычислительной системы, условно разделяются на две большие группы: последовательные и параллельные. Через последовательный интерфейс данные передаются последовательно, бит за битом, а через параллельный - одновременно группами битов. Количество битов, участвующих в одной посылке, определяется разрядностью интерфейса, например, восьмиразрядные параллельные интерфейсы передают байт за цикл.

Параллельные интерфейсы имеют более сложное устройство, чем последовательные и обеспечивают высокую производительность. Их применяют там, где важна скорость передачи данных: для подключения печатающих устройств, устройств ввода графической информации, устройств записи данных на внешний носитель и т. п. Их производительность измеряют байтами в секунду (байт/с; Кбайт/с; Мбайт/с).

Последовательные интерфейсы применяют для подключения «медленных» устройств (простейших устройств печати низкого качества, устройств ввода и вывода знаковой и сигнальной информации, контрольных датчиков, малопроизводительных устройств связи и т. п.), а также в тех случаях, когда нет существенных ограничений по продолжительности обмена данными.

1. Какова роль аппаратуры (HardWare) и программного обеспечения (SoftWare) компьютера?

2. Какие основные классы компьютеров Вам известны?

3. В чём состоит принцип действия компьютеров?

4. Что такое система команд компьютера?

5. Перечислите главные устройства компьютера.

6. Опишите функции памяти и функции процессора.

7. Назовите две основные части процессора. Каково их назначение?

8. Что такое регистры? Назовите некоторые важные регистры и опишите их функции.

9. Сформулируйте общие принципы построения компьютеров.

10.В чём заключается принцип программного управления? Как выполняются команды условных и безусловных переходов?

11.В чём суть принципа однородности памяти? Какие возможности он открывает?

12.В чём заключается принцип адресностии?

13.Какие архитектуры называются "фон-неймановскими"?

14.Что такое команда? Что описывает команда?

15.Что понимается под архитектурой компьютера? Какие характеристики компьютера определяются этим понятием?

16.Что понимается под структурой компьютера? Какой уровень детализации описания компьютера может она обеспечить?

17.Перечислите распространённые компьютерные архитектуры.

18.Какую функцию выполняют контроллеры?

19.Что такое центральный процессор?

20.Какие основные компоненты содержат в себе современные микропроцессоры?

21.Как конструктивно выполнены современные микропроцессоры?

22.Перечислите основные и производные единицы измерения количества памяти.

23.Назовите две основные разновидности памяти компьютера.

24.Перечислите основные компоненты внутренней памяти.

25.Что представляет собой ОЗУ? Каково её назначение?

26.В чём разница между памятью статической и динамической?

27.Что собой представляет модуль памяти типа SIMM? Какие другие типы модулей памяти Вы знаете?

28.Каково назначение кэш-памяти? Каким образом она реализуется?

29.Что такое специальная память? Характеризуйте её основные виды.

30.Что такое BIOS и какова её роль?

31.Каково назначение внешней памяти? Перечислите разновидности устройств внешней памяти.

32.Что собой представляет гибкий диск?

33.Что понимают под персональным компьютером?

34.Какие характеристики компьютера стандартизируются для реализации принципа открытой архитектуры?

35.Что такое порты устройств? Охарактеризуйте основные виды портов.

36.Перечислите основные блоки современного компьютера.

Задание на самоподготовку

К следующему занятию:

1. Что такое порты устройств? Охарактеризуйте основные виды портов.

2. Каково назначение межкомпьютерной связи?

3. Каким образом преодолевается проблема несовместимости интерфейсов в компьютерных сетях?

4. Охарактеризуйте основные виды сетевых топологий.

5. Назовите характеристики распространённых сетевых архитектур.

Дата добавления: 2015-05-09