Классификация компьютеров

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РФ

 

ВОСТОЧНО-СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ КУЛЬТУРЫ И ИСКУССТВ

 

Кафедра АИС

 

 

 

 

Курсовая работа на тему:

“Классификация компьютеров”

 

 

 

Выполнена студентом  II курса

очного отделения 423 группы

специальности “информатик-технолог”

Бадмаев Ч.В..

Научный руководитель:

Урбаханов А.В.

 

 

 

 

 

1998 год

Улан-Удэ

План:

 

1. Введение
2. Классификация компьютеров по быстродействию.
3. Классификация компьютеров по области их применения

4. Персональные компьютеры и рабочие станции.

5. Категории.
6. Consumer PC (пользовательский компьютер).
7. Office PC(компьютер для офиса).
8. Workstation PC (рабочая станция).
9. Entertainment PC (для дома, для семьи).
10. Mobile PC (для тех, кто в пути).
11. Системные требования.
12. Минимум для всех и каждого.
13. Рекомендации.

14. X-терминалы
15. Серверы
16. Мэйнфреймы
17. Кластерные архитектуры

18. Заключение.

 

1. Введение

Во все времена людям нужно было считать.  В туманном доисторическом прошлом они считали на пальцах или делали насечки на костях. Примерно около 4000 лет назад, на заре человеческой цивилизации, были изобретены уже довольно сложные системы счисления, позволявшие осуществлять торговые сделки, рассчитывать астрономические циклы, проводить другие вычисления. Несколько тысячелетий спустя, появились первые ручные вычислительные инструменты. А в наши дни невозможно представить решение сложных вычислительных задач и выполнение операций, казалось бы, не связанных с числами, без помощи "электронного мозга", называемого компьютером, или, по старинке, ЭВМ.

Специалисты (а таковыми являются в наш век все подростки старше десяти лет), не преминут заметить, что компьютер - это не мозг (по крайне мере пока  -  уточнят особенно талантливые). Это просто-напросто еще один инструмент, еще одно устройство, придуманное для того, чтобы облегчить наш труд или усилить нашу власть над природой. При всем своем кажущемся великолепии компьютер обладает, по существу, одним-единственным талантом - реагировать с молниеносной быстротой на импульсы электрического напряжения. Истинное величие заключено в человеке, его гении, который нашел способ преобразовывать разнообразную информацию, поступающую из реального мира, в последовательность нулей и единиц, переводить все многообразие нашей не подчиняющейся строгим математическим законам жизни в строгий язык математики, понятный электронным схемам компьютера. Именно поэтому я и решил, что моя будущая специальность будет связана с компьютерами: вопреки опасениям писателей-фантастов, человек не стал придатком машины, а получил возможность лучше проявить свои способности и сделать еще один шаг от чисто механического труда, к творческому. Мы вступаем в постиндустриальный век, век информатики.

 

2. Классификация компьютеров по быстродействию.

Первые компьютеры были созданы почти полвека назад, и, хотя они и занимали тогда целые залы, их быстродействие было сравнимо с быстродействием нынешних "персоналок"; они вполне удовлетворяли потребностям крупных министерств и корпораций. Тем не менее, миниатюризация и стремление сделать компьютеры достоянием масс привели к тому, что в двадцать первый век мы входим не под знаменами из перфокарт, на которых изображены гигантские вычислительные центры, а размахивая красочными обложками компьютерных журналов, написанных простым языком, понятным миллионам пользователей персональных компьютеров.

Почему же компьютеры стали такими популярными и превратились из религии одиночек в орудие производства миллионов? Почему они с успехом решают поставленные перед ними и удовлетворяют придирчивые требования ученых и соответствуют  изысканному вкусу секретарш? Для того, чтобы ответить на эти и другие вопросы, я расскажу о компьютерах то, что считаю нужным, стараясь не углубляться в технические подробности, и, прошу прощения, не очень заботясь о логичности повествования.

Для начала - история. В пятидесятых – шестидесятых годах фирмы производящие компьютеры, которые были тогда доступны лишь крупным компаниям и учреждениям из-за своих размеров и цены, стали стремиться производить  компьютеры, которые были бы меньше и дешевле, чем у их конкурентов. Это делалось в борьбе за покупателей, в борьбе за увеличение объемов продаж. (Вот они - преимущества капиталистического общества, могло ли такое быть у нас в стране? Нет, у нас делали лишь большие компьютеры - БЭСМы, и маленькие большие компьютеры - МЭСМы.) Так  вот, благодаря изобретению транзисторов, памяти на магнитных сердечниках, миниатюризации внешних устройств, и, наконец, появлению интегральных схем, стало возможным появление в 1965 году мини-компьютера PDP-8 размером с холодильник и стоимостью 20 тысяч долларов. Дальше - больше (в смысле меньше). В конце 1970 года был выпущен в продажу первый микропроцессор Intel-4004 - интегральная схема, интегральная схема, аналогичная по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Вслед за этим четырехбитным (скажи сейчас какому-нибудь ребенку фразу "четыре бита" - он будет долго смеяться и заявит : "SEGA Mega Drive II - 16 бит! Это - класс!"), появились восьми битные (то есть уже почти как "Денди"!) модели 8008 и 8080, которые до конца семидесятых стали стандартом компьютерной индустрии.

Вначале эти процессоры использовались только электронщиками-любителями и в различных специальных устройствах, но с 1975 года, на основе Intel-8080, стали серийно производиться первые персональные компьютеры. Объемы их продаж были невысоки, но для абсолютно нового товара коммерческий успех был ошеломляющ. Что же было причиной этого? Уже тогда, на заре, успех "железа" зависел от программного обеспечения. Так "хитами" в те годы стали язык программирования для "чайников" Basic, текстовый редактор WordStar (назначения "горячих" клавиш которого используются до сих пор) и табличный процессор VisiCalc, переросший к настоящему времени в гиганта под названием Excel. Деловой мир всего мира увидел, что покупать компьютеры весьма выгодно: с их помощью стало возможно значительно эффективнее выполнять бухгалтерские расчеты, составлять документы и так далее. В результате оказалось, что для многих организаций необходимые им расчеты можно выполнять не на больших ЭВМ, а на персональных компьютерах, что значительно дешевле.

Распространение персональных компьютеров к концу семидесятых годов привело к некоторому снижению спроса на большие и мини ЭВМ. Это стало предметом серьезного беспокойства корпорации IBM - ведущей компании по производству таковых. В 1979 году руководство фирмы решило произвести как бы мелкий эксперимент (что-то вроде одной из десятков проводившихся в фирме работ по созданию нового оборудования) - попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров. Чтобы на этот эксперимент слишком много денег, руководство фирмы предоставило подразделению, ответственному за данный проект, невиданную в фирме свободу. В частности, ему было разрешено не конструировать персональный компьютер "с нуля", а использовать блоки, изготовленные другими фирмами. И это подразделение сполна использовало предоставленный шанс. Прежде всего в качестве основного микропроцессора компьютера был выбран новейший тогда 16-разрядный микропроцессор Intel-8О88. Его использование позволило значительно увеличить потенциальные возможности компьютера, так как новый микропроцессор позволял работать с 1Мбайтом памяти, а все имевшиеся тогда компьютеры были ограничены 64Кбайтами. В компьютере были использованы и другие комплектующие различных фирм, а его программное обеспечение было поручено разработать небольшой фирме Microsoft.

В августе 1981 года новый компьютер под названием IBM PC был официально представлен публике и вскоре после этого он приобрел большую популярность у пользователей. Через один-два года компьтер IBM PC стал стандартом персонального компьютера. Сейчас такие компьютеры ("совместимые с IBM PC") составляют около 90% всех производимых в мире персональных компьютеров. В чем же причина их феноменального успеха? Если бы IBM PC был сделан так же, как другие существовавшие тогда компьютеры, он бы устарел через два-три года и мы бы все уже давно о нем забыли. Но к счастью, в IBM PC была заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей, подобно детскому конструктору. При этом методы сопряжения устройств с компьютером IBM PC не только не держались в секрете, но и были доступны всем желающим. Действительно, персональный компьютер очень напоминает обыкновенный конструктор: схемы, управляющие всеми устройствами - монитором, дисками, принтером, модемом и т.д., реализованы на отдельных платах, которые вставляются в стандартные разъемы системной платы - слоты. Весь компьютер питается от единого блока питания. Этот принцип, названный принципом открытой архитектуры, наряду с другими достоинствами обеспечил потрясающий успех персональному компьютеру IBM.

В настоящее время индустрия производства компьютеров и программного обеспечения для них является одной из наиболее важных сфер экономики развитых стран. Ежегодно в мире продаются десятки миллионов компьютеров и еще больше программ для них. Крупные производители компьютерной техники вкладывают миллиарды долларов в научно-исследовательские разработки, а бюджеты компьютерных игр превосходят бюджеты Голливудских фильмов. Отрасли, связанные с компьютерами самые быстроразвивающиеся и прибыльные. В чем же причина такого стремительного роста индустрии персональных компьютеров? Одна из причин - их невысокая стоимость (как правило, от нескольких сотен до десяти тысяч долларов) и их сравнительная выгодность для многих деловых применений по сравнению с большими ЭВМ. Но есть и другие:

• простота использования, обеспеченная диалоговым и интерактивным взаимодействием с программами, их удобным интерфейсом (меню, пиктограммы, всегда доступная подробная "помощь" и так далее);
• истинная "персональность" компьютера, то есть возможность взаимодействия с ним без посредников и ограничений;
• относительно высокие возможности по переработке информации (скорость вычислений - несколько миллионов операций в секунду, большая емкость оперативной памяти и магнитных носителей);
• высокая надежность и простота ремонта, основанные на интеграции компонентов компьютера;
• возможность расширения и адаптации к особенностям применения компьютеров - один и тот же компьютер может быть оснащен различными периферийными устройствами и разным программным обеспечением;
• наличие программного обеспечения, охватывающего почти все сферы человеческой деятельности, а также мощных систем для разработки новых программ.

Как уже было сказано, персональный компьютер представляет собой всего лишь сложный конструктор, и мне кажется, что еще долгие годы все человечество будет с упоением играть в него.

 

 

 

 

 

 

         
A. Персональные компьютеры и рабочие станции

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.