Классификация по уровню специализации

По уровню специализации компьютеры делятся на универсальные и специализированные. Один и тот же универсальный персональный компьютер можно использовать для работы с текстами, музыкой, графикой, фото- и видеоматериалами.

Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К таким компьютерам, например, относятся бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов.

Специализированные мини-ЭВМ, ориентированные на работу с графикой, называют графическими станциями. Их используют при подготовке кино- и видеофильмов и рекламной продукции.

Специализированные компьютеры, объединяющие компьютеры предприятия в одну сеть, называют файловыми серверами, а компьютеры, обеспечивающие передачу информации между различными участниками всемирной компьютерной сети, называют сетевыми серверами.

Классификация по типоразмерам

Персональные компьютеры классифицируют по типоразмерам. Так, различают настольные, портативные и карманные модели.

Владельцу миниатюрного компьютера может быть в любой момент доступно его личное информационное пространство. А при наличии современного сотового телефона нетрудно организовать постоянную связь с Интернет. Это очень удобно для людей, часто совершающих поездки, во время которых нужно работать с компьютером.

Самые маленькие портативные компьютеры размером с записную книжку легко умещаются в кармане или на ладони. Самые большие – ноутбуки (от англ. notebook — блокнот) выполняются в виде чемоданчиков или папок. Весят портативные компьютеры от нескольких десятков граммов до нескольких килограммов.

Портативные компьютеры оснащены аккумуляторными батареями, позволяющими работать длительное время без подзарядки. Ко всем устройствам портативного компьютера предъявляются высокие требования по экономии электроэнергии. В корпус портативного компьютера встроен жидкокристаллический плоский монитор, миниатюрная клавиатура, устройство-манипулятор, выполняющее функции мыши. К ноутбукам можно подключать устройства ввода-вывода от обычных персональных компьютеров.

Создателям портативных компьютеров приходится постоянно преодолевать противоречие между высокими требованиями к быстродействию и объему памяти, предъявляемыми современными информационными технологиями, и малыми габаритами и весом компьютеров. Это возможно только при использовании дорогостоящих технологий, поэтому цены на портативные компьютеры существенно выше, чем на обычные.

Архитектура ЭВМ

В 1946-48 гг. в Принстонском университете (США) коллектив исследователей под руководством Джона фон Неймана разработал проект ЭВМ, который никогда не был реализован, но его идеи используются и по сей день. Этот проект получил название машины фон Неймана. В его состав входили схема, или, как говорят, архитектура (рис. 1) и принципы функционирования вычислительной машины:

1. Принцип программного управления: работа ЭВМ регламентируется программой, что позволяет, вводя разные программы, решать разные задачи. Команды, из которых состоит программа, интерпретируются специально введенным в схему устройством – устройством управления.
2. Принцип условного перехода: команды из программы не всегда выполняются одна за другой. Возможно присутствие в программе команд условного перехода, которые меняют последовательное выполнение команд в зависимости от значения данных.
3. Принцип размещения программ в памяти: программа, требуемая для работы ЭВМ, предварительно размещается в памяти компьютера, а не вводится команда за командой.
4. Принцип иерархии памяти: память ЭВМ не однородна. Для часто используемых данных выделяется память меньшего объема, но большего быстродействия; для редко используемых данных выделяется память большего объема, но меньшего быстродействия.

Принцип двоичной системы счисления для внутреннего представления данных и программ в памяти ЭВМ.

Различают внутреннюю и внешнюю архитектуру ЭВМ.

Внешняя архитектура ЭВМ – это то, что можно наблюдать визуально при работе на персональном компьютере.

Внутренняя архитектура ЭВМ – это то, из чего состоит ЭВМ и на чем основаны накопление, обработка и передача информации внутри ЭВМ.

Кратко рассмотрим назначение отдельных элементов представленной схемы (см. рис. 1) и их взаимосвязь в процессе функционирования ЭВМ.

 

Через устройство ввода в память вводится программа – набор команд, предписывающих ЭВМ выполнять требуемые действия.

После размещения программы в памяти устройство управления выбирает последовательно команду за командой из памяти и интерпретирует ее по определенным правилам.

Устройство вывода выводит информацию из ЭВМ и преобразует ее из внутреннего представления во внешнее.

Запоминающее устройство, представляющее собой набор ячеек, предназначено для хранения информации и команд программы. Каждая ячейка имеет свой адрес, по которому к ней можно обратиться.

Устройство управления (УУ) предназначено для управления ходом вычислительного процесса и осуществления связи между пользователем и компьютером.

В современных компьютерах блоки УУ и арифметико-логическое устройство (АЛУ) объединены в блок, называемый процессором, который предназначен для выполнения арифметических и логических операций.

В основу современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип.

Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по образующим магистраль многоразрядным шинам (многопроводным линиям связи), соединяющим все модули.

Системная шина включает в себя:

1) шину данных – для передачи данных;

2) шину адреса – для передачи адресов ячеек основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

3) шину управления – для передачи управляющих сигналов;

4) шину питания – для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

 

1) системный блок;

2) монитор;

3) клавиатура;

4) мышь.

Конфигурацию компьютера можно менять, дополнять внешними (периферийными) устройствами, к которым относятся:

• принтер;
• модем;
• сканер;
• колонки и др.

Аппаратная часть компьютера

Упрощенно блок-схема, отражающая основные функциональные компоненты ПЭВМ и их связи, изображена на рисунке 3. Рассмотрим более подробно назначение и функциональные характеристики основных устройств.