Понятие и признаки персонального компьютера

 

По размерам и  функциональным возможностям.

 

Сверхбольшие (супер ЭВМ) – к ним относятся мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием сотни миллионов – десятки миллиардов операций в секунду. Суперкомпьютеры используются для решения сложных научных задач (метеорология, гидродинамика и т.п.), в управлении, разведке, в качестве централизованных хранилищ информации и т.д.

 

Большие – за рубежом чаще всего их называют мэйнфреймами (Mainframe). Мейнфреймы и до сегодняшнего дня остаются наиболее мощными (не считая суперкомпьютеров) вычислительными системами общего назначения, обеспечивающими непрерывный круглосуточный режим эксплуатации. Они могут включать один или несколько процессоров. В нашем сознании мейнфреймы все еще ассоциируются с большими по габаритам машинами, требующими специально оборудованных помещений с системами водяного охлаждения и кондиционирования. Однако это не совсем так. Прогресс в области элементно-конструкторской базы позволил существенно сократить габариты основных устройств.

 

Малые (мини ЭВМ) – надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по сравнению с мэйнфреймами возможностями. Все модели мини-ЭВМ разрабатываются на основе микропроцессорных наборов интегральных микросхем, 16-, 32-, 64-разрядных микропроцессоров. Основные их особенности: широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения, простая реализация микропроцессорных и многомашинных систем, высокая скорость обработки прерываний, возможность работы с форматами данных различной длины.

 

Сверхмалые (микро ЭВМ) – это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора. Продвинутые модели микрокомпьютеров имеют несколько микропроцессоров. Производительность компьютера определяется не только характеристиками применяемого микропроцессора, но и ёмкостью оперативной памяти, типами периферийных устройств, качеством конструктивных решений и др.

 

 

2. Понятие персонального  компьютера. Признаки ПК.

 

Персональный  компьютер – это автономная, микропроцессорная, интерактивная система, включающая набор аппаратных и программных средств, который может быть расширен при желании пользователя.

 

Отличительными признаками ПК являются:

 

Развитый человеко-машинный интерфейс

Большое количество готовых  прикладных программ

Наличие малогабаритных носителей  большой информации

Возможность сопряжения с  иными устройствами

Основными блоками Пк являются:

Монитор

Системный блок

Клавиатура и мышь

В системный блок входят:

Материнская плата

Накопители

Блок питания

 

Материнская плата в свою очередь представлена процессором  и сопроцессором, адаптерами внешних  устройств, системной шиной, слотами  и разъёмами и другим, ОЗУ и  ПЗУ.

 

 Озу – это набор микросхем, который предназначен для временного хранения информации при работе Пк. Характеристикой ОЗУ является объём, который измеряется в мегабайтах.

 

Для материнской платы  и процессора определяющим показателем  является частота системной шины.

 

Пзу - это постоянная микросхема, которая содержит основные характеристики ПК и зашивается на заводе изготовителе.

 

Персональные компьютеры (ПК) появились в результате эволюции миникомпьютеров при переходе элементной базы машин с малой и средней  степенью интеграции на большие и  сверхбольшие интегральные схемы. ПК, благодаря своей низкой стоимости, очень быстро завоевали хорошие  позиции на компьютерном рынке и  создали предпосылки для разработки новых программных средств, ориентированных  на конечного пользователя. Это прежде всего - "дружественные пользовательские интерфейсы", а также проблемно-ориентированные среды и инструментальные средства для автоматизации разработки прикладных программ.

Миникомпьютеры стали  прародителями и другого направления  развития современных систем - 32-разрядных  машин. Создание RISC-процессоров и  микросхем памяти емкостью более 1 Мбит привело к окончательному оформлению настольных систем высокой производительности, которые сегодня известны как  рабочие станции. Первоначальная ориентация рабочих станций на профессиональных пользователей (в отличие от ПК, которые в начале ориентировались на самого широкого потребителя непрофессионала) привела к тому, что рабочие станции - это хорошо сбалансированные системы, в которых высокое быстродействие сочетается с большим объемом оперативной и внешней памяти, высокопроизводительными внутренними магистралями, высококачественной и быстродействующей графической подсистемой и разнообразными устройствами ввода/вывода. Это свойство выгодно отличает рабочие станции среднего и высокого класса от ПК и сегодня. Даже наиболее мощные IBM PC совместимые ПК не в состоянии удовлетворить возрастающие потребности систем обработки из-за наличия в их архитектуре ряда "узких мест".

 

Тем не менее, быстрый рост производительности ПК на базе новейших микропроцессоров Intel в сочетании с резким снижением цен на эти изделия и развитием технологии локальных шин (VESA и PCI), позволяющей устранить многие "узкие места" в архитектуре ПК, делают современные персональные компьютеры весьма привлекательной альтернативой рабочим станциям. В свою очередь производители рабочих станций создали изделия так называемого "начального уровня", которые по стоимостным характеристикам близки к высокопроизводительным ПК, но все еще сохраняют лидерство по производительности и возможностям наращивания. Насколько успешно удаться ПК на базе процессоров и Pentium бороться против рабочих станций UNIX, покажет будущее, но уже в настоящее время появилось понятие "персональной рабочей станции", которое объединяет оба направления.

 

Современный рынок "персональных рабочих станций" не просто определить. По сути он представляет собой совокупность архитектурных платформ персональных компьютеров и рабочих станций, которые появились в настоящее время, поскольку поставщики компьютерного оборудования уделяют все большее внимание рынку продуктов для коммерции и бизнеса. Этот рынок традиционно считался вотчиной миникомпьютеров и мэйнфреймов, которые поддерживали работу настольных терминалов с ограниченным интеллектом. В прошлом персональные компьютеры не были достаточно мощными и не располагали достаточными функциональными возможностями, чтобы служить адекватной заменой подключенных к главной машине терминалов. С другой стороны, рабочие станции на платформе UNIX были очень сильны в научном, техническом и инженерном секторах и были почти также неудобны, как и ПК для того чтобы выполнять серьезные офисные приложения. С тех пор ситуация изменилась коренным образом. Персональные компьютеры в настоящее время имеют достаточную производительность, а рабочие станции на базе UNIX имеют программное обеспечение, способное выполнять большинство функций, которые стали ассоциироваться с понятием "персональной рабочей станции". Вероятно, оба этих направления могут серьезно рассматриваться в качестве сетевого ресурса для систем масштаба предприятия. В результате этих изменений практически ушли со сцены старомодные миникомпьютеры с их патентованной архитектурой и использованием присоединяемых к главной машине терминалов. По мере продолжения процесса разукрупнения (downsizing) и увеличения производительности платформы Intel наиболее мощные ПК (но все же чаще открытые системы на базе UNIX) стали использоваться в качестве серверов, постепенно заменяя миникомпьютеры.

 

Среди других факторов, способствующих этому процессу, следует выделить:

 

• Применение ПК стало более разнообразным. Помимо обычных для этого класса систем текстовых процессоров, даже средний пользователь ПК может теперь работать сразу с несколькими прикладными пакетами, включая электронные таблицы, базы данных и высококачественную графику.

 

• Адаптация графических пользовательских интерфейсов существенно увеличила требования пользователей ПК к соотношению производительность/стоимость. И хотя оболочка MS Windows может работать на моделях ПК 386SX с 2 Мбайтами оперативной памяти, реальные пользователи хотели бы использовать все преимущества подобных систем, включая возможность комбинирования и эффективного использования различных пакетов.

 

•  Широкое распространение систем мультимедиа прямо зависит от возможности использования высокопроизводительных ПК и рабочих станций с адекватными аудио и графическими средствами, и объемами оперативной и внешней памяти.

 

• Слишком высокая стоимость мэйнфреймов и даже систем среднего класса помогла сместить многие разработки в область распределенных систем и систем клиент-сервер, которые многим представляются вполне оправданной по экономическим соображениям альтернативой. Эти системы прямо базируются на высоконадежных и мощных рабочих станциях и серверах.

 

 

В начале представлялось, что  необходимость сосредоточения высокой  мощности на каждом рабочем месте  приведет к переходу многих потребителей ПК на UNIX-станции. Это определялось частично тем, что RISC-процессоры, использовавшиеся в рабочих станциях на базе UNIX, были намного более производительными  по сравнению с CISC-процессорами, применявшимися в ПК, а частично мощностью системы UNIX по сравнению с MS-DOS и даже OS/2.

 

Производители рабочих станций  быстро отреагировали на потребность  в низко стоимостных моделях  для рынка коммерческих приложений. Потребность в высокой мощности на рабочем столе, объединенная с  желанием поставщиков UNIX-систем продавать  как можно больше своих изделий, привела такие компании как “Sun Microsystems” и “Hewlett Packard” на рынок рабочих станций для коммерческих приложений. И хотя значительная часть систем этих фирм все еще ориентирована на технические приложения, наблюдается беспрецедентный рост продаж продукции этих компаний для работы с коммерческими приложениями, требующими все большей и большей мощности для реализации сложных, сетевых прикладных систем, включая системы мультимедиа.

 

Это привело к временному отступлению производителей ПК на базе микропроцессоров Intel. Острая конкуренция со стороны производителей UNIX-систем и потребности в повышении производительности огромной уже инсталлированной базы ПК, заставили компанию Intel форсировать разработку высокопроизводительных процессоров семейства и Pentium. Процессоры и Pentium, при разработке которого были использованы многие подходы, применявшиеся ранее только в RISC-процессорах, а также использование других технологических усовершенствований, таких как архитектура локальной шины, позволили снабдить ПК достаточной мощностью, чтобы составить конкуренцию рабочим станциям во многих направлениях рынка коммерческих приложений. Правда, для многих других приложений, в частности, в области сложного графического моделирования, ПК все еще сильно отстают.

 

 

 

 

 

 

 

3. Дополнительные  устройства, расширяющие возможности  персонального компьютера.

 

Кроме центральной части  в состав компьютера входят также  различные периферийные (внешние) устройства, которые по своему значению делятся  на две группы:

 

- устройства внешней памяти, предназначенные для хранения  больших массивов информации;

 

- устройства ввода и  вывода, обеспечивающие связь компьютера  с внешней средой, в том числе  с пользователями, путём ввода  в компьютер информации, её регистрации  и отображения.

 

Обмен информацией между  центральной частью и периферийными  устройствами ЭВМ производится операциями ввода-вывода. В процессе ввода информация передаётся в центральную часть  компьютера из внешней среды, в том  числе от пользователя, а также  из внешней памяти . В процессе вывода информация передаётся во внешнюю среду или во внешнюю память компьютера.

 

Компьютер является универсальным  средство обработки информации,

представленной в дискретной форме. Принцип действия компьютера, назначение его устройств и характер их взаимодействия удобно проследить по  структурной схеме . Эта схема является классической, так как именно она легла в основу построения первых ЭВМ. Последующая эволюция внесла в неё определённые изменения, однако принципы, заложенные в данной структурной схеме, в основном сохранились до наших дней.

 

     Пульт управления  предназначен для пуска и остановки  машины,

задания режимов её работы, контроля и индикации состояния  отдельных устройств и ЭВМ в целом. На пульте управления располагаются необходимые органы управления - кнопки, тумблеры, клавиатура, а также сигнализационные лампочки, отражающие состояние различных устройств и узлов ЭВМ.

 

     Центральное  устройство управления  организует  и координирует автоматическое взаимодействие всех устройств ЭВМ в процессе решения задачи. В основе автоматизации вычислительного процесса ЭВМ лежит принцип программного управления, заключающийся в том, что ЭВМ автоматически решает поставленную задачу, если в виде программы её задана последовательностью выполнения действий. Программа указывает ЭВМ то, какие операции ей необходимо выполнить, над какими данными и в какой последовательности.

«Основной задачей Центрального устройства управления является выборка  из памяти кодов команд программ и их преобразование в необходимые последовательности синхронизирующих, разрешающих, устанавливающих, стробирующих и других сигналов». С помощью этих сигналов обеспечивается согласованное взаимодействие всех устройств компьютера  в процессе автоматического выполнения программы, в том числе выборка из памяти необходимых данных, их пересылка в арифметико-логическое устройство, выполнение в арифметико-логическом устройстве операций и т.д.