Информатика и вычислительная техника

Общая характеристика, эволюция развитияи классификация персональных ЭВМ


Бурное развитие микроэлектроники, появление и постоянное совершенствование интегральных электронных компонентов создали основу для развития и широкого применения персональных ЭВМ (ПЭВМ), или иначе, персональных компьютеров (ПК).

Под персональным компьютером понимают средство вычислительной техники индивидуального пользования, удовлетворяющее требованиям:

  • - общедоступности (относительно низкая стоимость, компактность, отсутствие специальных требований как к условиям эксплуатации, так и к уровню подготовленности пользователей);
  • - универсальности (ориентированной на широкий круг задач, решаемых пользователем с помощью удобных технических и программных средств).

Основой для построения персональных ЭВМ является микропроцессор. В 1971 г. фирмой Intel (Integrated Electronics) был создан первый 4 - разрядный микропроцессор 14004, и с тех пор эта фирма занимает ведущее место на рынке производства микропроцессоров для ПЭВМ. В 1974 г. этой же фирмой выпущен 8 - разрядный микропроцессор i8080, который использовался в первом серийном персональном компьютере "Альтаир" (США).

Семейство микропроцессоров Intel, начиная с i4004, представлено большим количеством устройств, характеристики которых улучшаются со стремительной быстротой. Так, за последние 30 лет увеличилась разрядность микропроцессоров от 4 - х до 64 - х, на 3 порядка увеличилась их тактовая частота (с 750 КГц в микропроцессоре 14004 до 733 МГц в последних разработках). Если в первых микропроцессорах было реализовано несколько десятков тысяч транзисторов, то в современных - несколько миллионов.

Развитие технологии производства микропроцессоров определило смену поколений ПЭВМ:

  • - первое поколение (1975 - 1980 гг.) - на базе 8 - разрядного МП (18080);
  • - второе поколение (1981 - 1985 гг.) - на базе 16 - разрядного МП (i8086, i8088, i80186, i80286);
  • - третье поколение (1986 - 1992 гг.) - на базе 32 - разрядного МП (i80386,180486);

190

  • - четвертое поколение (1993 г. - по настоящее время) - на базе 64 - разрядного МП (Pentium, Pentium Pro и др.).


Одним из первых производителей ПЭВМ второго поколения с 16 - разрядным микропроцессором явилась фирма IBM (International Business Machines), которая до 80 - х годов специализировалась на разработке и производстве больших ЭВМ. Созданный этой фирмой в 1981 г. персональный компьютер IBM PC (Personal Computer) стал, фактически, стандартом этого класса машин. В IBM PC впервые был заложен принцип открытой, блочно - модульной архитектуры, позволяющей изменять конфигурацию компьютера, модернизировать его устаревшие блоки. Дальнейшее развитие ПК пошло по пути, во многом определенном компьютерами фирмы IBM. С 80 - х годов практически все крупные фирмы США, Японии и других стран стали выпускать компьютеры, совместимые с IBM PC. На сегодняшний день ПК IBM PC и совместимые с ними компьютеры занимают более половины мирового парка ПК.

Е" настоящее время персональные компьютеры стали наиболее массовым и распространенным средством вычислительной техники. Им по праву принадлежит важнейшая роль в кардинальном преобразовании всех структур общества с целью получения качественно новых результатов своей деятельности на основе наиболее полного использования возможностей современных информационных технологий.

В большинстве промышленно - развитых стран производство ПЭВМ становится одной из важнейших, динамично развивающихся отраслей экономики, поскольку в этих странах понимают, что отставание в данной области может стать необратимым для их развития в целом. При этом руководители некоторых стран "третьего мира" с нарастающей тревогой наблюдают за все большим отставанием их от индустриально - развитых стран, успешно осуществляющих информатизацию и компьютеризацию. Данная ситуация в какой - то мере относится и к России.

Основными причинами стремительного развития современной индустрии персональных ЭВМ являются следующие:

  • - достаточно большие возможности по обработке данных (быстродействие - десятки и сотни миллионов операций в секунду; емкость памяти: оперативной - десятки Мбайт, внешней - сотни Мбайт и единицы Гбайт);
  • - гибкость архитектуры, обеспечивающая адаптацию ПЭВМ к самым разнообразным применениям в сфере управления, экономики, науки, образования и т.д.;
  • - наличие программного обеспечения, охватывающего практически все области человеческой деятельности, а также мощных систем для разработки нового программного обеспечения;
  • - "дружественность" операционной системы и другого программного обеспечения, обуславливающая возможность работы пользователя без специальной профессиональной подготовки;






191

  • - возможность объединения ПЭВМ в вычислительную сеть;
  • - автономность эксплуатации непосредственно на рабочем месте без специальных требований к условиям окружающей среды;
  • - простота обслуживания и взаимодействия с ПЭВМ без каких - либо посредников и ограничений;
  • - относительно малая стоимость (от нескольких сотен до нескольких тысяч долларов в зависимости от типа и комплектации), находящаяся в пределах доступности для индивидуального покупателя;
  • - высокая надежность работы (более 5 тыс, часов наработки на отказ).


Персональные ЭВМ, как и другие типы машин, обычно выпускаются целыми семействами, что позволяет перекрыть достаточно широкий диапазон производительности, обеспечить преемственность в разработках и возможность совершенствования систем обработки данных, построенных на их основе. Такими, например, являются семейства IBM PC, составляющие почти 80% мирового парка ПЭВМ, которые комплектуются микропроцессорами Pentium различных модификаций.

В семействах ПЭВМ различают младшие, средние и старшие модели. В основу такого деления положены особенности комплектации компьютера и реализуемые этим его возможности. К младшим моделям относят ПЭВМ с ограниченной конфигурацией, умеренной стоимостью, но с широкими возможностями расширения. Средние модели предназначаются для решения более широкого круга задач, а старшие - для обеспечения профессионально - ориентированных и интегрированных автоматизированных рабочих мест (АРМ).

С учетом назначения и функциональных возможностей можно выделить три группы ПЭВМ: бытовые, общего назначения и профессиональные.

Бытовые ПЭВМ предназначены для массового потребителя, поэтому они должны быть достаточно дешевыми, надежными и иметь, как правило, простейшую базовую конфигурацию. Бытовые ПЭВМ используются в домашних условиях для развлечений, обучения и тренировки, управления бытовой техникой. Однако архитектура этих машин позволяет подключать их к каналам связи, расширять набор периферийного оборудования. При некоторой модернизации эти модели могут использоваться для индивидуальной обработки текста, решения небольших научных и инженерных задач.



Персональные ЭВМ общего назначения применяются для решения достаточно широкого спектра задач научно - технического, экономического и организационного характера. Они размешаются на рабочих местах пользователей: на предприятиях, в учреждениях, в магазинах, на складах и т.п.

Машины этого класса обладают достаточно большой емкостью оперативной памяти, имеют внешнюю память на магнитных дисках, видеомонитор,

192

принтер, другие периферийные устройства, а также средства для работы в составе вычислительных сетей.

ПЭВМ общего назначения используются, в основном, пользователями, которые не являются профессионально подготовленными в области вычислительной техники. Поэтому они снабжаются развитым программным обеспечением, включающим операционные системы, трансляторы с алгоритмических языков, пакеты различных прикладных программ. Этот класс ПЭВМ получил в настоящее время наибольшее распространение на мировом рынке.

Профессиональные ПЭВМ используются в научной сфере для решения сложных информационных задач, где требуется высокое быстродействие, эффективная передача больших массивов данных, достаточно большая емкость оперативной памяти. Благодаря подключению широкой номенклатуры периферийных устройств функциональные возможности таких ПЭВМ значительно расширяются. Они могут работать в многозадачном режиме, с алгоритмическими языками высокого уровня, в составе вычислительных сетей. В многопроцессорном исполнении профессиональные ПЭВМ по своим возможностям не только приближаются, но и вполне могут конкурировать с большими ЭВМ предыдущих поколений. Пользователями профессиональных ПЭВМ, как правило, являются программисты, поэтому программное обеспечение должно быть достаточно богатым, гибким, содержать необходимые инструментальные средства автоматизации программирования.

Рассмотренную классификацию дополним простейшей разновидностью ПЭВМ - сетевым компьютером (СК). Вполне возможно, что он в ближайшее время станет еще одним стандартом, объединяющим целый класс компьютеров, который получит массовое производство и распространение.



Прообразом СК можно считать простейшие терминалы, подключаемые к ЭВМ 2 - го и 3 - го поколений. Целью их применения было обеспечение коллективного и удаленного доступа пользователей к вычислительным ресурсам достаточно мощной ЭВМ.

В настоящее время в связи с развитием сетей ЭВМ создание подобных "сетевых приставок" на качественно новой основе становится вновь актуальным. Широкое развитие сетевых технологий позволяет аккумулировать значительные информационные и вычислительные ресурсы. В связи с этим отпадает необходимость каждому пользователю иметь собственные автономные средства обработки, а можно обращаться к вычислительным ресурсам сетей с помощью простейших средств доступа - сетевых компьютеров. Требуемая информация и необходимые виды ее обработки будут выполнены серверами - управляющими ЭВМ сети, а пользователи будут получать уже готовые результаты обработки.

Обычно под СК понимают достаточно простой и дешевый компьютер с малой оперативной памятью, с отсутствием жесткого и гибкого дисков

193

и со слабым программным обеспечением. Стоимость СК может быть значительно ниже стоимости ПК стандартной конфигурации. В настоящее время многие фирмы, в том числе IBM, уже проявляют интерес к этому новому классу компьютеров и связывают с ним определенные надежды.

Низкая стоимость СК и удобство их применения позволяют по - новому решать вопросы компьютеризации образования. С развитием индустрии СК появляется возможность доступа к вычислительным ресурсам всех категорий обучающихся во всех регионах страны.

В настоящее время появился еще один признак классификации ПЭВМ, связанный с миниатюризацией их конструктивного исполнения. Наряду с традиционными ПЭВМ стационарного (настольного) исполнения начал быстро развиваться подкласс переносных компьютеров. По оценкам специалистов, в ближайшие годы до 80% пользователей будут использовать именно такие машины.

Переносные компьютеры весьма разнообразны: от громоздких и тяжелых (до 15 кг) портативных рабочих станций до миниатюрных электронных записных книжек массой около 100 г.


Рассмотрим кратко некоторые типы переносных ПК. Большинство переносных компьютеров имеют автономное питание от аккумуляторов, но могут подключаться и к сети.

Портативные рабочие станции - наиболее мощные и крупные переносные ПК. Их характеристики аналогичны характеристикам стационарных рабочих станций: мощные микропроцессоры с тактовой частотой до 300 МГц, оперативная память емкостью до 64 Мбайт, гигабайтные дисковые накопители, жидкокристаллические видеомониторы, модемы для подключения к вычислительной сети и др. Конструктивно они оформляются в виде чемодана, удобного для переноса, и поэтому носят жаргонное название Nomadic - "кочевник".

Портативные ("наколенные") компьютеры (тип "Lap Top") оформляются в виде небольших чемоданчиков размером с дипломат и массой в пределах 5 - 10 кг. Эти модели по своим техническим характеристикам лишь немного уступают лучшим настольным ПК. В современных Lap Top часто используются микропроцессоры Pentium с тактовой частотой до 200 МГц, оперативная память до 64 Мбайт, накопитель на жестком диске емкостью до 1200 Мбайт и др.

Компьютеры - блокноты (Note ESook) выполняют все функции настольных ПК. Они оформлены в виде миниатюрного чемоданчика (иногда со съемной крышкой) размером с небольшую книгу и массой до 1,5 кг. По своим характеристикам во многом совпадают с Lap Top, отличаясь от них лишь размерами и несколько меньшими объемами оперативной и внешней памяти. Многие модели компьютеров - блокнотов имеют модемы для подключения к каналу связи и, соответственно, к вычислительной сети. По существу, имея под рукой Note Book, вы имеете всегда и на своем рабочем месте, и дома, и в дороге современный офисный компьютер, что для делового

194

человека является уже не роскошью, а необходимостью. В настоящее время количество Note Book в США уже превысило 10 млн. штук.

Карманные компьютеры (Palm Top, что значит "наладонные") - это полноправные персональные компьютеры с миниатюрными размерами и незначительной массой (около 300 г).


Имеют микропроцессор, оперативную и постоянную память, жидкокристаллический дисплей, портативную клавиатуру, а также разъем для подключения к стационарному ПК в целях обмена данными.

Электронные секретари (PDA - Personal Digital Assistent, иногда их называют Hand Held - ручной помощник) имеют размеры и массу, как и у карманных компьютеров, но более широкие функциональные возможности, направленные на организацию электронных справочников, хранящих имена, адреса и номера телефонов, информацию о распорядке дня и встречах, списки текущих дел, записи расходов и т.п. Большинство PDA имеют модемы и при подключении к вычислительной сети могут получать и отправлять электронную почту и факсы.

Электронные записные книжки (organizer - органайзеры) относятся к "легчайшей" категории портативных компьютеров, масса их не превышает 200 г. В них содержится вместительная память, в которую можно записывать необходимую информацию и отредактировать ее с помощью встроенного текстового редактора. Есть разъем для подключения к компьютеру, небольшой жидкокристаллический дисплей, встроенный таймер, который напоминает звуком о заданном времени.

195

190 :: 191 :: 192 :: 193 :: 194 :: 195 :: Содержание


Содержание раздела