Современный компьютер

даты и события истории компьютера

Один из способов классификации компьютеров, учитывающий основные конструктивные элементы,- это распределение компьютеров по поколениям.

1-е поколение. Время появления - начало 50-х годов XX в. Основной элемент, на котором строилось управление компьютером,- электронная лампа. Первая машина для свободной продажи "ЮНИВАК" (США) была выпущена в 1951 г. Самой лучшей в СССР была серийная машина М-20 со скоростью 20 тыс. операций в секунду.

2-е поколение. В середине 50-х годов XX в. появились компьютеры с элементной базой на полупроводниках, долговременные запоминающие устройства на магнитных лентах. Начали применять языки программирования высокого уровня, такие как Фортран. Скорость лучшего в СССР компьютера - БЭСМ-2 - 1 млн операций в секунду.

3-е поколение. В середине 60-х годов XX в. были выпущены компьютеры серии IBM-360 (США), на которых вместо разрозненных транзисторов были использованы малые интегральные схемы. Появились магнитные диски. В СССР типичными представителями стали компьютеры единой системы (ЕС) и системы машин (СМ). Скорость обработки данных у мощных машин достигала 10 млн операций в секунду.

4-е поколение. Появление компьютеров этого поколения связывают с разработкой (фирма Intel, США, 1971 г.) микропроцессора на базе больших интегральных схем (БИС). Созданы персональные компьютеры, которые стали основой компьютеризации общества. Скорость обработки данных - до 50 млн операций в секунду.

5-е поколение. Элементной базой являются сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), ультрабольшие интегральные схемы (УБИС) и гигабольшие интегральные схемы (ГБИС). Мультимедийные компьютеры на базе процессора Pentium (или подобного ему), способные обеспечить создание виртуальной реальности. Скорость обработки - 100 млн операций в секунду. Примером отечественной суперЭВМ является многопроцессорный вычислительный комплекс "Эльбрус" с быстродействием до 120 млн операций в секунду.

ENIAC, 1946, должен был считать баллистические траектории во время Второй Мировой, однако война кончилась к тому вермени как его доделали.

Пока все ждут выхода таблетки от Apple, за которую Apple попросит с потребителей гламура немалые деньги, журнал Time решил освежить в памяти своих читателей основные вехи компьютерной истории.

SAGE, 1954, весил 300 тонн и предназначался для обсчета данных с радаров ВВС США в реальном времени.

NEAC 2203, 1960, первый японский компьютер на транзисторах, использовался для бизнес-задач.

IBM System/360, 1964, этот компьютер уже мог решать задачи разной сложности и в разных секторах — от коммерческих до научных, в частности самая старшая модель в линейке участвовала в обсчете траекторий миссий "Аполлон".

CDC 6600, 1964, самая быстрая ЭВМ своего времени, ее скорость была побита только 1969, компьютером разработанным тем же инженером Сеймуром Креем, который создал CDC 6600.

DEC PDP-8, 1965, первый коммерческий компьютер для бизнеса.

Interface Message Processor, 1969, во время разгара Холодной войны, американцы придумывали системы, которые бы выжили после ядерного удара, так появился этот компьютер, точнее маршрутизатор, на основе которых построили АРПАНЕТ, прародителя Интернет.

Kenbak-1, 1971, эту игрушку можно было бы назвать первым персональным компьютером, но продали их всего несколько десятков, и скорее это была обучающая игрушка.

Cray-1, 1976, суперкомпьютер, самый быстрый на то время, стоил он $10 млн долларов и неплохо продавался.

Apple I, 1976, набор ``собери сам`` Стива Возняка, который отвергла компания HP и Возняк отправился в Калифорнию, где вместе с Джобсом пытался продавать эти модели, но успеха они не имели, какой получила Apple II.

IBM Personal Computer, 1981, первый персональный ПК, который получил распространение и успех в бизнесе, и на долгие годы стал ориентиром для всех производителей ЭВМ.

Osborne 1 Portable Computer, 1981, первый переносной ПК, пользовался он большой популярностью в первую очередь из-за низкой цены — $2000, и веса в 10 кг, что в то время считалось сверхлегким аппаратом.

Hewlett-Packard 150, 1983, технология тачскрина, которая широко используется сегодня, появилась именно благодаря компании HP.

Deep Blue, 1997, суперкомпьютер, проект которого IBM начала в конце 80-х, использовал параллельные вычисления для решения разных задач, чтобы продемонстрировать его силу был устроен турнир между ЭВМ и чемпионом мира по шахматам Гарри Каспаровым, который в сухую с счетом 6-0 проиграл электронному гроссмейстеру.

iPhone, 2007, первое устроство такого класса, бесклавиатурный, миниатюрный, гламурный, популярный.

характеристики и назначение основных классов компьютеров

Первые, а затем и последующие вычислительные машины классической структуры в первую очередь и создавались для автоматизации вычислений.

Вторая сфера применения ЭВМ связана с использованием их в системах управления. Она родилась примерно в 60-е годы, когда ЭВМ стали интенсивно внедряться в контуры управления автоматических и автоматизированных систем. Математическая база этой новой сферы практически отсутствовала, в течение последующих 15-20 лет она была создана. Новое применение вычислительных машин потребовало видоизменения их структуры. ЭВМ, используемые в управлении, должны были не только обеспечивать вычисления, но и автоматизировать сбор данных и распределение результатов обработки. Сопряжение с каналами связи потребовало усложнения режимов работы ЭВМ, сделало их многопрограммными и многопользовательскими. Для исключения взаимных помех между программами пользователей в структуру машин были введены средства разграничения: блоки прерываний и приоритетов, блоки защиты и т.п.

Для управления разнообразной периферией стали использоваться специальные процессоры ввода-вывода данных или каналы. Именно тогда и появился дисплей как средство оперативного человеко-машинного взаимодействия пользователя с ЭВМ. Новой сфере работ в наибольшей степени отвечали мини-ЭВМ. Именно они стали использоваться для управления отраслями, предприятиями, корпорациями.

Машины нового типа удовлетворяли следующим требованиям: • были более дешевыми по сравнению с большими ЭВМ, обеспечивающими централизованную обработку данных; • были более надежными, особенно при работе в контуре управления; • обладали большой гибкостью и адаптируемостью настройки на конкретные условия функционирования; • имели архитектурную прозрачность, т.е. структура и функции ЭВМ были понятны пользователям.

Начало выпуска подобных ЭВМ связано с малыми управляющими машинами PDP фирмы DEC. Термин “мини-ЭВМ” появился в 1968 г. применительно к модели PDP-8. В настоящее время использование мини-ЭВМ сокращается. Исчезает и термин мини-ЭВМ. На смену им приходят ЭВМ других типов: серверы, обеспечивающие диспетчерские функции в сетях ЭВМ, средние ЭВМ или старшие модели персональных ЭВМ (ПЭВМ). Одновременно со структурными изменениями ЭВМ происходило и качественное изменение характера вычислений. Доля чисто математических расчетов постоянно сокращалась, и в настоящее время она составляет около 10% от всех вычислительных работ.

Машины все больше стали использоваться для новых видов обработки: текстов, графики, звука и др. Третье направление связано с применением ЭВМ для решения задач искусственного интеллекта. Напомним, что задачи искусственного интеллекта предполагают получение не точного результата, а чаще всего осредненного в статистическом, вероятностном смысле. Примеров подобных задач много: задачи робототехники, доказательства теорем, машинного перевода текстов с одного языка на другой, планирования с учетом неполной информации, составления прогнозов, моделирования сложных процессов и явлений и т.д. Это направление все больше набирает силу. Во многих областях науки и техники создаются и совершенствуются базы данных и базы знаний, экспертные системы. Для технического обеспечения этого направления нужны качественно новые структуры ЭВМ с большим количеством вычислителей (ЭВМ или процессорных элементов), обеспечивающих параллелизм в вычислениях. По существу, ЭВМ уступают место сложнейшим вычислительным системам.

Уже это небольшое перечисление областей применения ЭВМ показывает, что для решения различных задач нужна соответственно и различная вычислительная техника. Поэтому рынок компьютеров постоянно имеет широкую градацию классов и моделей ЭВМ. Фирмы-производители средств ВТ очень внимательно отслеживают состояние рынка ЭВМ. Они не просто констатируют отдельные факты и тенденции, а стремятся активно воздействовать на них и опережать потребности потребителей. Так, например, фирма IBM, выпускающая примерно 80% мирового машинного “парка”, в настоящее время выпускает в основном четыре класса компьютеров, перекрывая ими широкий класс задач пользователей.

• Большие ЭВМ (mainframe), которые представляют собой многопользовательские машины с центральной обработкой, с большими возможностями для работы с базами данных, с различными формами удаленного доступа. Казалось, что с появлением быстропрогрессирующих ПЭВМ большие ЭВМ обречены на вымирание. Однако они продолжают развиваться и выпуск их снова стал увеличиваться, хотя их доля в общем парке постоянно снижается. По оценкам IBМ, около половины всего объема данных в информационных системах мира должно храниться именно на больших машинах. Новое их поколение предназначено для использования в сетях в качестве крупных серверов. Начало этого направления было положено фирмой IBM еще в 60-е годы выпуском машин IBM/360, IBM/370. Эти машины получили широкое распространение в мире. Новая серия машин S/390 продолжает эту линию. Она насчитывает более двух десятков моделей: a) IBM S/390 Parallel Enterprise Server-Generation 3 (13 моделей) - призваны заменить большие ЭВМ ранних моделей. Они позволяют задавать переменную конфигурацию (число процессоров - 1-10, емкость оперативной памяти - 512-81292 Мбайта, число каналов - 3-256); б) IBM S/ 390 Multiprise 2000 (тоже 13 моделей) - ориентированы на использование на средних предприятиях (число процессоров 1-5).Развитие ЭВМ данного класса имеет большое значение для России. В 1970-1990 гг. основные усилия нашей страны в области вычислительной техники были сосредоточены на программе ЕС ЭВМ (Единой системы ЭВМ), заимствовавшей архитектуру IBM 360/370. Было выпущено несколько десятков тысяч ЭВМ этой системы. Более пяти тысяч ЭВМ серии ЕС еще продолжают работать в различных учреждениях и производствах. Большинство АСУ верхнего уровня государственного управления в РФ (в силовых структурах, банках, на транспорте, связи и т.д.) оснащено этими машинами. Накоплен громадный программно-информационный задел, который следует рассматривать как элемент национального достояния (по стоимости) и элемент национальной безопасности (по стратегической значимости). Поэтому принято решение на дальнейшее развитие этого направления. После подписания соглашения с фирмой IBM в марте 1993 г. Россия получила право производить 23 новейшие модели-аналоги ЭВМ IBM S/390 с производительностью от 1,5 до 167 млн. операций в секунду. По расходам на управление и эксплуатацию эти машины оказываются эффективнее других вычислительных средств.

• Машины RS/6000 - очень мощные по производительности и предназначенные для построения рабочих станций для работы с графикой, Unix-серверов, кластерных комплексов. Первоначально эти машины предполагалось применять для обеспечения научных исследований. • Средние ЭВМ, предназначенные в первую очередь для работы в финансовых структурах (ЭВМ типа AS/400 (Advanced Portable Model 3) -“бизнес-компьютеры”, 64-разрядные). В этих машинах особое внимание уделяется сохранению и безопасности данных, программной совместимости и т.д. Они могут использоваться в качестве серверов в локальных сетях.

• Компьютеры на платформе микросхем фирмы Intel. IBM-совместимые компьютеры этого класса составляют примерно 50% рынка всей компьютерной техники. Более половины их поступает в сферу малого бизнеса. Несмотря на столь внушительный объем выпуска персональных компьютеров этой платформы, фирма ШМ проводит большие исследования и развитие собственной альтернативной платформы, получившей название Power PC. Это направление позволило бы значительно улучшить структуру аппаратурных средств ПК, а значит, и эффективность их применения. Однако новые модели этой платформы пока не выдерживают конкуренции с IBM PC. Немаловажным здесь является и неразвитость рынка программного обеспечения. Поэтому у массового пользователя это направление спроса не находит, и доля компьютеров с процессорами Power PC незначительна. Кроме перечисленных типов вычислительной техники, необходимо отметить класс вычислительных систем, получивший название “суперЭВМ”, С развитием науки и техники постоянно выдвигаются новые крупномасштабные задачи, требующие выполнения больших объемов вычислений. Особенно эффективно применение суперЭВМ при решении задач проектирования, в которых натурные эксперименты оказываются дорогостоящими, недоступными или практически неосуществимыми. В этом случае ЭВМ позволяет методами численного моделирования получить результаты вычислительных экспериментов, обеспечивая приемлемое время и точность решения, т.е. решающим условием необходимости разработки и применения подобных ЭВМ является экономический показатель “производительность/стоимость”. Например, при создании суперЭВМ GF-11 (Gigaflop-11) с быстродействием 11 млрд. операций в секунду предварительные расчеты, проведенные фирмой ЮМ, показали, что применение этой системы позволит решить целый комплекс новых задач. Одной из таких задач было уточнение массы протона на основе квантовой хромодинамики - доминирующей теории, пытающейся описать первичную структуру материи. При использовании новой ЭВМ должна была быть выполнена эта работа за 1,5 - 4 месяца с точностью 10%. Решение же этой задачи на существующей вычислительной технике требовало около 15 лет. Еще одним примером крупномасштабных задач следует считать задачу разработки новых схем СБИС для следующих поколений ЭВМ. СуперЭВМ позволяют по сравнению с другими типами машин точнее, быстрее и качественнее решать подобные задачи, обеспечивая необходимый приоритет в разработках перспективной вычислительной техники. Дальнейшее развитие суперЭВМ связывается с использованием направления массового параллелизма, при котором одновременно могут работать сотни и даже тысячи процессоров.

основные типы персональных компьютеров

Настольный

Настольный компьютер

Настольные компьютеры (Desktop) являются наиболее распрост­раненными. Это и офисные, и обучающие, и персональные компьютеры начального уровня. Все они имеют практически одинаковые характеристики: 32- или 64-разрядную архитек­туру, шинную организацию системы, стандартизованные аппаратные и программные средства.

Портативные компьютеры

Портативные компьютеры: ноутбуки, субноутбуки, мик­рокомпьютеры отличаются мобильной конструкци­ей и наличием комбинированного питания. Клавиатура у портативных компьютеров чаще всего укороченная: 84-86 клавиш (вместо 101 у настольных ПК), но к ним может подключаться разъем для полной клавиатуры. У самых маленьких компьютеров для нажатия на клавиши используется специ­альная указка (стилус). Для управления курсором иногда ис­пользуются сенсорные экраны, на которых можно передви­гать курсор, прикасаясь к их поверхности указкой или пальцем. Вместо мыши используются трекболы, трекпойнты или трекпады — это неподвижные манипуляторы с вращающимися шарами или сенсорными кнопками.

Различают следующие виды портативных компьютеров

Нетбук

Ноутбуки

Субноутбуки

Микрокомпьютеры

Ноутбуки (Laptop) выполняют все функции настольных ПК. Конструктив­но они оформлены в виде футляра размером 300 х 200 мм, толщиной 50 мм и массой примерно 4 кг. В корпус ноутбука встроены материнская плата с микропроцессором, модульное ОЗУ, винчестер, привод для чтения/записи дисков CD и DVD..

Размер матрицы жидкокристаллического экрана совре­менного ноутбука составляет от 11,3 до 17". Питание осуще­ствляется от портативных аккумуляторов, обеспечивающих автономную работу в течение 3-4 ч, а в случае использова­ния двух литиевых аккумуляторов — и до 16 ч.

Отдельные модели ноутбуков имеют модемы для подклю­чения к каналу связи и, соответственно, к вычислительной сети. Некоторые из них для обмена информацией оборудова­ны радиомодемами и оптоэлектронными инфракрасными пор­тами для связи с настольными компьютерами на расстоянии нескольких десятков метров, в пределах прямой видимости.

Субноутбуки, нетбуки или электронные секретари PDA (Personal Digital Assistant), являются облегченными вари­антами ноутбука. Граница между ноутбуками и субноутбуками весьма условна. Обычно считают, что масса ноутбука колеб­лется от 2,5 до 4 кг, а субноутбука от 0,9 до 2,5 кг.

Электронные секретари имеют модемы и могут обмени­ваться информацией с другими ПК, а при подключении к вы­числительной сети могут получать и отправлять электронную почту и факсы. Отдельные модели PDA для дистанционного беспроводного обмена информацией с другими компьютерами оборудованы радиомодемами и инфракрасными портами.

Микрокомпьютеры, или палмтопы (Palmtop), названы так по имени разработавшей их фирмы Palm Computing. Конструктивно они подразделяются на два ос­новных типа. Один из них представляет собой две соединенные панели, которые могут складываться наподобие запис­ной книжки. На одной панели располагается мини-клавиату­ра, на другой — сенсорный экран. Для управления програм­мами используется специальная ручка (стилус).

Другой тип палмтопа — карманный персональный компьютер (КПК) — состоит из одной панели, без клавиатуры.

Любой микрокомпьютер позволяет обмениваться данны­ми с соответствующими офисными программами настольного ПК. Для этого могут быть использованы либо последователь­ный порт, либо инфракрасный порт, если ПК им оборудован. Микрокомпьютеры позволяют также подключаться к Интер­нету через Blutooth, Wi-fi и прочие виды связи. Они имеют программные средства для просмотра страниц Интер­нета и работы с электронной почтой.

Использование в КПК миниатюрных винчестеров с большой памятью позволило создавать широкий спектр устройств — от миниатюрного полнофункционального видео­комбайна, оснащенного TV-тюнером с возможностью записи с эфира, до специализированного накопителя фотоизобра­жений с поддержкой просмотра видео.

гаджеты

Гаджет (англ. gadget — приспособление, прибор) — периферийное устройство,выполняющее ограниченный круг задач (специализированное), отличающееся малыми размерами, подключаемое по стандартизированному интерфейсу к более сложным устройствам: ПК, КПК или смартфонам и неспособное работать в автономном режиме.

В общем случае — приспособление, прибор, расширяющий функционал устройства.

Появление и функциональный потенциал гаджетов описываются в произведениях киберпанка как подключаемые разъемы нейрокомпьютерного интерфейса.

Примером реальных гаджетов могут служить внешние GPS на смартфонах и КПК c интерфейсами USB и MMC(с соответствующим программным обеспечением). Самоделки, подключаемые к коммуникационному, вычислительному и прочему оборудованию, являются гаджетами по определению. Синонимом Гаджет может быть примочка, то есть устройство Дисторшн для электрогитары вправе именоваться гаджетом.

В программном обеспечении гаджет (также применяется термин виджет, терминология программ этого класса размыта) — небольшое приложение, предоставляющее дополнительную информацию, например, прогноз погоды или курс валют. Типичными примерами гаджетов как мини-приложений являются Google Gadgets (существуют варианты для боковой панели Google Desktop и для персональной страницы iGoogle), мини-приложения для боковой панели операционной системы Windows Vista и аналогичные мини-приложения Windows 7, а также гаджеты SideShow (англ.) на совместимых устройствах.

Атрибуты

* Портативность Вес типичных гаджетов не превышает 300 граммов, а размеры позволяют им умещаться в карманах одежды.

* Функциональность. Гаджет имеет, как правило, одну ограниченную функцию и не способен работать самостоятельно.

* Ограниченные возможности. Большинство гаджетов не имеют возможности расширения функционала за счёт присоединения дополнительных модулей. Также гаджеты, как правило, не имеют своих источников питания, используя энергию из источника подключения.

Эти устройства являются самодостаточными, поэтому к гаджетам не имеют никакого отношения[источник не указан 44 дня]. Эти устройства и есть гаджеты

* КПК, смартфон

* MP3 плеер, iPod

* Планшетный компьютер

прогнозы развития компьютера

Согласно Закону Мура компьютерная микроминиатюризация будет развиваться ускоренными темпами, как и быстродействие вычислительных машин. Стоимость новых заводов по выпуску интегральных схем также будет нарастать. Будут развиваться многоядерные процессоры и мультипроцессорные системы. Дальнейшая ступень эволюции компьютерной техники может привести к развитию биокомпьютеров и квантовых компьютеров.