Перспективы развития персональных компьютеров

Большие ЭВМ (их называют мэйнфреймами от англ. mainframe) характеризуются многопользовательским режимом (до 1000 пользователей одновременно могут решать свои задачи). Основное направление – решение научно-технических задач, работа с большими объемами данных, управление компьютерными сетями и их ресурсами.

Малые ЭВМ используются как  управляющие компьютеры для контроля над технологическими процессами. Применяются  также для вычислений в многопользовательских  системах, в системах автоматизации  проектирования, в системах моделирования  несложных объектов, в системах искусственного интеллекта.

По назначению микроЭВМ могут быть универсальными и специализированными. По числу пользователей, одновременно работающих за компьютером – много- и однопользовательские. Специализированные многопользовательские микроЭВМ (серверы – от англ. server) являются мощными компьютерами, используемыми в компьютерных сетях для обработки запросов всех компьютеров сети. Специализированные однопользовательские (рабочие станции – workstation, англ.) эксплуатируются в компьютерных сетях для выполнения прикладных задач. Универсальные многопользовательские микроЭВМ являются мощными компьютерами, оборудованными несколькими терминалами. Универсальные однопользовательские микроЭВМ общедоступны. К их числу относятся персональные компьютеры – ПК. Наиболее популярным представителем ПК в нашей стране является компьютер класса IBM PC (InternationalBusinessMachines – PersonalComputer).

По конструктивным особенностям ПК делятся на стационарные (настольные – тип DeskTop) и переносные. В свою очередь переносные ПК встречаются различных типов, например, ноутбуки, органайзеры, карманные и т.д.

1. Ноутбук – компактные компьютеры, содержащие все необходимые компоненты (в том числе монитор) в одном небольшом корпусе, как правило, складывающемся в виде книжки (рис. 1.1). Приспособлены для работы в дороге, на небольшом свободном пространстве. Для достижения малых размеров в них применяются специальные технологии: специально разработанные специализированные микросхемы (ASIC), ОЗУ и жесткие диски уменьшенных габаритов, компактная клавиатура, не содержащая цифрового поля, внешние блоки питания, минимум гнезд расширения.

Как правило, ноутбуки содержат развитые средства подключения к проводным и беспроводным сетям, встроенное мультимедийное оборудование (динамики, часто микрофон и веб-камеру). Вычислительная мощность обычно раза в два уступает настольным ПК при сравнимой цене, однако, объём памяти и накопителей может быть меньше. Очень компактные модели не содержат CD/DVD-накопителя.

Посредством специальных  доков ноутбуки могут превращаться в настольные ПК: вставляя ноутбук  в такой док, пользователь подключает к вычислительным устройствам ноутбука внешний большой экран, полноразмерную клавиатуру, мышь, динамики и порты  подключения.

 

Рис. 1.1 Ноутбук

 

2. Планшетный персональный компьютер. Аналогичны ноутбукам, но содержат чувствительный к нажатию экран и не содержат механической клавиатуры (рис. 1.2). Ввод текста и управление осуществляются через экранный интерфейс, часто доработанный специально для удобного управления пальцами. Некоторые модели могут распознавать рукописный текст, написанный на экране. Чаще всего корпусв планшетных персональных компьютерах не раскрывается, как у ноутбуков, а экран расположен на внешней стороне верхней поверхности. Бывают и комбинированные модели, у которых корпус может поворачиваться на оси и раскрываться, предоставляя доступ к расположенной внутри клавиатуре.

Вычислительная мощь уступает настольным ПК, так как для длительной работы без внешнего источника питания  приходится использовать энергосберегающие  процессоры, накопители и экран.

Рис. 1.2 Планшетный персональный компьютер

3. Карманные персональные компьютеры (далее – КПК) – сверхпортативные устройства, умещающиеся в кармане (рис. 1.3). Управление ими, как правило, происходит с помощью небольшого по размерам и разрешению экрана, чувствительного к нажатию пальца или специального пера (стилуса), а клавиатура и мышь отсутствуют. Некоторые модели, впрочем, содержат миниатюрную фиксированную или выдвигающуюся из корпуса клавиатуру.

Разрешение экрана невелико, как правило, 320х400 (экран может использоваться и боком, тогда разрешение становится 400х320), в некоторых моделях – 640х480 (т. н. VGA-разрешение).

В таких устройствах используются сверхэкономичные процессоры и флэш-накопители небольшого объёма, поэтому их вычислительная мощь несопоставима с настольными  ПК. Тем не менее, они содержат все  признаки персонального компьютера: процессор, накопитель, оперативную  память, монитор, операционную систему, прикладное ПО и даже игры.

Все более популярными  становятся КПК, содержащие функции  мобильного телефона (коммуникаторы). Встроенный коммуникационный модуль позволяет  не только совершать звонки, но и  подключаться к Интернету в любой  точке, где есть сотовая связь  совместимого формата (GSM/GPRS, CDMA).

Рис. 1.3 Карманные ПК

 

4. Отдельной категорией ПК следует отметить приобретшие в последнее время большую популярность нетбуки. Нетбук – это небольшой ноутбук, предназначенный для доступа к Интернету и работы с офисными приложениями. Нетбуки отличаются компактными размерами (диагональ экрана 7-10 дюймов или 17,8-25,4 см), небольшим весом, низким энергопотреблением и относительно невысокой стоимостью. Способствует повышению популярности нетбуков также операционная система (далее – ОС) InternetOSiСloud, которая представляет собой интерактивную веб-страницу, доступную по адресу os.icloud.com через современный веб-браузер и предназначена для выполнения в среде XML виртуальной машины (на стороне клиента) специально созданного программного обеспечения. Проще говоря, эта ОС уже не установлена на машине пользователя, а на удаленном сервере, используя его ресурсы и дисковое пространство. К тому же, пользователь имеет доступ к своему личному рабочему столу из любой точки мира, с любого компьютера, снабженного доступом в Интернет. iCloud – одна из первых и самая на сегодняшний день стабильная сетевая ОС. Некоторые эксперты считают, что именно сетевые операционные системы, так называемые облака, в будущем полностью поменяют современное представление о ПК.

В первом параграфе рассмотрены  понятие, виды и структура персональных компьютеров.

1.2 Этапы развития персонального компьютера

 

Сегодня персональный компьютер  стал еще более доступным для  населения, более мощным и «гибким». Под «гибкостью» понимается приспособляемость  компьютера к различным условиям эксплуатации. Если пользователю нужна  мощная «рабочая лошадка», то он приобретает  настольный компьютер, который, при  желании, можно дополнить, обновить его аппаратную часть, для соответствия выполняемым задачам.

Если ключевое требование при выборе – это мобильность, то тут тоже огромный выбор переносных ПК, или ноутбуков. Их особенность  состоит в том, что все базовые  устройства ввода-вывода информации находятся  в едином переносном корпусе, обладающим возможностью работать от аккумуляторной батареи. К тому же, благодаря повсеместному  внедрению интерфейсaUSB, к ноутбуку можно подключить любое устройство и считать с него данные. Сегодня на компьютерном рынке представлено огромное количество моделей ноутбуков, в том числе и промышленные модели, защищенные от вредного воздействия пыли, влаги и воды, модели с повышенной и сверхвысокой емкостью аккумулятора, позволяющие работать без подключения к электрической сети максимально продолжительное время.

С 1999 по 2002 год в области  персональных компьютеров действовали  международные сертификационные стандарты  – спецификации РС99-РС2002. Они регламентировали принципы классификации персональных компьютеров и оговаривали минимальные  и рекомендуемые требования к  каждой из категорий. Стандарты устанавливали  следующие категории персональных компьютеров:

ConsumerPC (массовый ПК);

OfficePC (деловой ПК);

MobilePC (портативный ПК);

WorkstationPC (рабочая станция);

EntertainmemtPC (развлекательный ПК)².

Каждая категория имела  свои особенности: для портативных  ПК обязательным было наличие средств  компьютерной связи, в категории  рабочих станций предъявлялись  повышенные требования к устройствам  хранения данных, а в категории  развлекательных ПК – к средствам  воспроизведения графики и звука. Одна из целей такой стандартизация состояла и в том, чтобы наметить пути дальнейшего развития и совершенствования персональных компьютеров. Однако развитие аппаратных средств персонального компьютера привело к постепенному размытию границ между разными категориями, а планы развития часто не оправдывались. Поэтому обновление этих стандартов было прекращено, хотя при приобретении компьютера для конкретных задач классификацию, введенную этими стандартами, все еще полезно держать в голове.

Последние годы развития компьютерных и информационных технологий были направлены не столько на какие-то технологические  новшества, сколько на упрощение  интерфейсов, то есть способов общения  пользователя и компьютера. Пока и  в этой сфере особенных нововведений нет, однако великие умы современности  время от времени пытаются спрогнозировать, какими будут компьютеры через 10-20 лет.

В деталях прогнозы и, отчасти, мечты о будущем современной  компьютерной техники расходятся, однако практически все, кто пытается представить  себе, какими будут компьютеры через  несколько лет, считают, что они  будут не только не похожи на своих  современников, но еще и будут  обладать невиданным сегодня функционалом.

Так, корпорация Microsoft недавно представила свой отчет, в котором сказано, что «к 2020 году такие понятия как «интерфейс» и «пользователь» могут стать совершенно устаревшими – ведь компьютеры еще плотнее соединятся с людьми, станут неотъемлемой частью жизни каждого, а не единиц. Для того чтобы сделать наше «общение» с продвинутыми технологиями еще более активным и простым, и продвигается идея «взаимодействия человек-компьютер»: компьютеры станут более практичными и восприимчивыми к нуждам пользователей».

А в своем недавнем выступлении  Билл Гейтс заявил, что скоро клавиатура исчезнет как артефакт и люди будут  управлять компьютером, например, с помощью голосовых команд. Уже сегодня существует устройство, которое способно управляться силой мысли. Оно было представлено на выставке CeBit в Ганновере. Устройство под названием BerlinBrain-ComputerInterface (BBCI) еще назвали интерфейсом между мозгом человека и операционной системой компьютера. Оно выглядит как резиновая шапочка со 128 электродами, которая одевается на голову человека и считывает биосигналы мозга и в ответ на них управляет курсором. То ест человек мысленно управляет курсором, который движется по экрану компьютера. Понятно, что это устройство – только прародитель тех, которые будут созданы с использованием этой технологии.

Кроме этого, ведутся активные разработки и в области вживления  компьютера непосредственно в организм человека. В этом случае вовсе интерфейс  не нужен. И даже такие разработки уже существуют - израильские ученые создали молекулярный компьютер, использующий ферменты для произведения подсчетов. Из всех этих технологий, наиболее реальной на сегодняшний день является все же технология голосового интерфейса, тем более, что в распознавании человеческой речи ученые и разработчики продвинулись в последнее время – уже сейчас существуют программные продукты, которые могут управляться голосовыми командами, а совсем новые технологии распознавания речи позволяют даже проводить поиск внутри звуковых файлов.

Если же рассматривать  не с точки зрения технологий, а  с точки зрения общих концептуальных возможностей, доступных компьютерам  будущего, то наиболее ожидаемыми, и, возможно, доступными станут семантические связи  между данными, которые часто  называют концепцией Интернета будущего. Мыслящая Сеть, в которой будет  гораздо проще найти информацию – вот еще один концепт ИТ-технологий будущего, приверженцем которого является создатель.

Итак, в первой главе

 

 

2 ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫФ РАЗВИТИЯ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ

2.1 Роль ПК в современной жизни

 

Персональный компьютер  – это первый в истории индивидуальный инструмент, который позволяет заметно  увеличить активность интеллектуальной деятельности человека, появившееся  в результате его стремления к  своей высшей цели – свободной  творческой реализации. Основное назначение персонального компьютера заключается  в том, чтобы освободить человека от гнета рутинной обработки информации, оставляя ему делать то, что он может  делать лучше, чем любой из созданных  им приборов – концептуально мыслить. При этом окончательной целью  информатизации является общество, представляющее собой взаимодействующую глобальную компьютерную сеть.

Статистические исследования показывают, что значительная часть  тех, кто в последнее время  приобретает компьютеры домой, делают это преимущественно для того, чтобы получить доступ к компьютерной сети – Internet. По прогнозам через несколько лет значительная доля всех коммерческих и финансовых пересылок будет также проходить через компьютерную сеть, поэтому, решения в плане коммуникаций посредством офисных технологий как «для дела», так и «для дома» стали фактически мировым стандартом. Не случайно связка Intel-Microsoft «гнет свою линию»: «Internet-компьютер – для каждого», ведь главное задача персональных компьютеров в том, чтобы при усилении интеллектуальных способностей каждого разумного члена человеческого общества дать ему максимум возможностей в общении с другими интеллектуальными «собратьями».

Персональный компьютер  подвергается столь стремительной  модернизации как никакое другое техническое устройство.

С момента появления в  начале 80-х годов прошлого столетия до настоящего времени, например, емкость  жесткого диска увеличилась с 10 Мбайт  до 360 Гбайт, и продолжает наращиваться. Тактовая частота микропроцессоров возросла в 1000 раз от 4,7 МГц в самом  первом персональном компьютере до 7 ГГц  в последних моделях.

Свет (оптическое излучение) представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны от 0.01 нм до 1 см (или частотами от 3х1010 Гц до 3х1019 Гц). Видимое излучение – это электромагнитные волны с длинами от 400 до 760 нм. Инфракрасное излучение начинается при длине волны 1 мм(или 300 ГГц). Источником таких волн являются атомы и молекулы, в которых происходит изменение энергетических состояний электронов, т.е. при переходах из одного в другое энергетическое состояние электронов во внешних оболочках. А ведь химические свойства атомов как раз и определяются электронами его внешней оболочки. Остается лишь гадать, до каких тактовых частот дойдут производители микропроцессоров.