15 принцип работы и классификация эвм
•Download as PPT, PDF•
0 likes•692 views
Лекции по информатике
Recommended
More Related Content
What's hot
What's hot (16)
Similar to 15 принцип работы и классификация эвм
Similar to 15 принцип работы и классификация эвм (20)
More from Sergey Lomakin
More from Sergey Lomakin (20)
15 принцип работы и классификация эвм
- 1. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 1 Принцип работы и классификация ЭВМ Лекция №15 1. Принципы фон Неймана 2. Структурная и принципиальная схема ЭВМ 3. Принцип открытой архитектуры 4. Классификация ЭВМ
- 2. каф. ИОМАС, Ломакин С.В. 2 Принципы фон Неймана Двоичного кодирования Однородности памяти Программного управления Иерархии памяти Адресности Единого арифметического устройства Параллельности вычислений
- 3. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 3 Структурная схема ЭВМ Подсистема ввода Подсистема обработки Подсистема -вывода Подсистема хранения
- 4. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 4 Структурная схема ЭВМ Традиционная схема управления вводом-выводом Модернизированная схема управления вводом-выводом
- 5. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 5 Принципиальная схема ЭВМ ┌────────────────┐ ┌──────────────────────┐ │ Процессор │ │ Внутренняя память │ ├───┬────┬───────┤ │ ┌──────┐ ┌──────┐ │ │ │ │ Р │ │ │ ОЗУ │ │ ПЗУ │ │ │ А │ │ О │ │ └──────┘ └──────┘ │ │ │ │ Н │ └──────┬─────────┬─────┘ │ │ │ │ └────────────┴─────────┴─────────────┘ │ │ ├───────┤ < Системная магистраль > │ Л │ у │Регистр│ ┌────┬───────────┬────────────┬──────┐ │ │ у │адреса │┌─ │ │ │ ─┐ │ │ │ ││┌─────┴─────┐┌────┴──────┐┌────┴─────┐ │ │ │ ├───────┤││Контроллеры││Контроллеры││Контроллер│ │ │ У │ │Регистр│││устройств ││устройств ││ ВЗУ │ │ │ │ │команд │││ввода ││вывода ││ │ │ │ │ │ ││└─────┬─────┘└─────┬─────┘└─────┬────┘ │ └───┴────┴───────┘│ ┌────┴─────┐ ┌────┴─────┐ ┌────┴─────┐ │ │ │Устройства│ │Устройства│ │ ВЗУ │ │ │ │ ввода │ │ вывода │ │ │ │ │ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ │ │ Внешние устройства │ └────────────────────────────────────────┘
- 6. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 6 Схема ЭВМ с шинной архитектурой (1-управление вводом; 2-адрес порта; 3-ввод данных; 4-управление чтением-записью; 5-адрес памяти; 6-данные; 7-управление выводом; 8- адрес порта; 9-вывод данных)
- 7. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 7 Состав процессора Процессор (или "блок центрального процессора", ЦП, Central Processing Unit, CPU) В состав процессора входят • Арифметико-логическое устройство (Arithmetic Logical Unit, ALU) • Устройство управления (Control Unit, CU) • Регистры
- 8. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 8 Форматы команд процессора
- 9. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 9 Система прерываний IRQ расшифровывается как Interrupt Request, или запрос на аппаратное прерывание. Прерывание - это процесс, когда процессор прекращает нормальное выполнение программы, сохраняет необходимую информацию в стеке и переходит к какому-то заранее выбранному адресу памяти.
- 10. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 10 Алгоритм работы процессора Обобщенный алгоритм функционирова ния процессора
- 11. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 11 Память ЭВМ и принципы ее работы Запись и считывание данных из запоминающего устройства
- 12. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 12 ППУ КОНТОРА УУ ЭВМ 3.143.14 ПА А В C S2.2 2.2 3.14 С := A + B S := A + B S := S / 2.2 ВВОД УВВ ВЫВОД ПРИСВАИВАНИЕ ЗУ СКЛАД
- 13. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 13 Реализация принципа открытой архитектуры
- 14. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 14 3. Классификация ЭВМ.
- 15. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 15 Карманные ПК (Handheld PC)
- 16. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 16
- 17. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 17
- 18. Ультрамобильные ПК (UMPC) каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 18
- 19. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 19 Планшетные ПК (Tablet PC)
- 20. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 20
- 21. Планшет Apple iPad iPad первый планшетник от Apple. Этот тип компьютеров еще называют "таблетка", а представляет он собой что-то среднее между телефоном и ноутбуком, в данном случае iPhone и iMac с большим уклоном к первому. Корпус весом 680 грамм и толщиной 13.4 мм. Сенсорный экран 9.7 дюйма. Память 16, 32 и 64 Гб, до 10 часов автономной работы, коммуникации - Wi-Fi, Bluetooth, GPS и версия с модулем 3G. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 21
- 22. Компания MSI ответила на выход iPad Компания MSI решила выйти на планшетный рынок, анонсировав двух конкурентов модели Apple iPad. Это планшетные компьютеры WindPad 100 и 110. Различия: В MSI WindPad 100 процессор Intel Atom Z530 и Windows 7 Ultimate с чуть доработанным интерфейсом. В основе планшета MSI WindPad 110 платформа Nvidia Tegra 2 на базе микроархитектуры ARM и платформа Android. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 22
- 23. ASUS готовит «бомбу» для американского iPad Компания Asus решила громко заявить о себе на планшетном рынке, представив сразу три устройства. Это Eee Pad EP121 и EP101TC, а также Eee Tablet каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 23
- 24. Преимущества Galaxy Tab • Небольшой размер, умещается в карманах пиджака • Приемлемый вес • Второй телефон • Воспроизводит любой контент • Синхронизация с компьютером • Создает документы в форматах MS Office Недостатки • Недостаточная стабильность ОС • Слабые базовые приложения • Проблемы с инсталляцией android-приложений Модель использования • 75% времени использования – интернет и почта • В поездках, в гостинице – прослушивание музыки • В дороге набирать тексты или смотреть фильмы. • В редких случаях как диктофон и видео-камеру. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 24
- 25. Китайцы выпустили планшет iPed В китайском городе Шэньчжэнь 27 мая поступил в продажу планшетный компьютер iPed. Устройство работает под управлением мобильной операционной системы Google Android. В целом планшет напоминает Apple iPad, но имеет более округлый корпус. Интерфейсы обоих устройств почти полностью совпадают. В отличие от своего конкурента, iPed оснащен процессором Intel, а не разработанным Apple чипом A4. Также iPed тяжелее, чем iPad. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 25
- 26. Новый Apple iPad: подробности 7 марта 2012 года Apple представила новую версию своего планшетного компьютера. Планшет, получил дисплей с LED-подсветкой и очень высоким разрешением 2048x1536 или 264 пикселя на дюйм. Это больше чем у любого другого планшета. Двухъядерный процессор Apple A5X с 4-мя графическими ядрами. Такого процессора должно хватить для любых игр, которые только могут запуститься на iPad. Графическая составляющая новинки в четыре раза производительнее, чем NVIDIA Tegra 3, и вдвое мощнее iPad 2 каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 26
- 27. Основные нововведения: каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 27
- 28. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 28 Класс SubnoteBook
- 29. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 29 Блокнотные ПК (NoteBook)
- 30. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 30
- 31. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 31 ПК в сфере автоматизации домашнего хозяйства (Home PC) •X-box •Personal Internet Communicator, PIC
- 32. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 32 Базовые настольные ПК
- 33. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 33 Внешний вид настольного ПКВнешний вид настольного ПК Макинтош (Макинтош (Power Mac G4)Power Mac G4)
- 34. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 34 Сетевые ПК
- 35. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 35 Многопроцессорные рабочие станции
- 36. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 36 Суперкомпьютеры
- 37. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 37 Суперкомпьютеры фирмы Cray Cray-2 Cray T90 Cray Y-MP Cray-1
- 38. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 38 Кластерная система
- 39. Классификация ПК PC 99 В соответствии со спецификацией PC 99 современные компьютеры предложено разделять на следующие категории: Consumer PC (потребительский ПК); Office PC (ПК для использования в офисе); Entertainment PC (ПК развлекательного назначения); Mobile PC (мобильный ПК); Workstatom PC (рабочая станция). Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 39
- 40. Классификация по принципу архитектуры микропроцессоров RISC (Reduced Instruction Set Computer) — микропроцессор с сокращенным набором команд; CISC — микропроцессор со сложным набором команд; EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) — технологию вычислений с явным параллелизмом. Ломакин С.В., доц.каф.ИОМАС ВГАУ 40
- 41. каф.ИОМАС, Ломакин С.В. 42 Использованная литература Программное обеспечение микроЭВМ. В 11 кн. Кн. 1. П78 Структура и функционирование микроЭВМ: Учеб. пособие для ПТУ / А.Е. Костин; Под ред. В.Ф. Шаньгина. - 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1991. — 128 с.: ил.
Editor's Notes
- Несмотря на разнообразие типов ЭВМ, все они построены на основе некоторых общих принципов. Эти принципы были сформулированы в 1946 г. выдающимся американским математиком Джоном фон Нейманом. Согласно им электронно-вычислительная машина строится на следующих принципах: Принцип двоичного кодирования Машины на электронных элементах должны работать не в десятичной системе счисления (как механические арифмометры), а в двоичной. Это означает, что программа и данные должны быть записаны в кодах двоичной системы, где каждое число или символ представляется определенной комбинацией нулей и единиц. Принцип однородности памяти. Как программы, так и данные хранятся в одних и тех же ячейках памяти. ЭВМ не различает, что хранится в конкретной ячейке - число, текст или команда. С командами можно производить такие же действия, что и с данными. Там же должны храниться и промежуточные результаты. Принцип программного управления. Программа должна состоять из набора команд, которые выполняются процессором автоматически в определенной последовательности. Принцип иерархии памяти. Чтобы достаточно быстро можно было считать, память компьютера следует организовать по иерархическому принципу, т.е. она должна состоять по крайней мере из двух частей: быстрой, но небольшой емкости (оперативной) и большой (и поэтому более медленной) внешней. Это связано с трудностями физической реализации запоминающего устройства, быстродействие которого соответствовало бы скоростям работы всех логических схем. Принцип адресности. Структурно основная память машины должна состоять из пронумерованных ячеек, и процессору в произвольный момент времени должна быть доступна любая из них. Единого арифметического устройства. Арифметическое устройство машины конструируется на основе схем, выполняющих операцию сложения. Создание специальных устройств для выполнения других операций нецелесообразно. Параллельности вычислений. В машине используется параллельный принцип организации вычислительного процесса (операции над словами производятся одновременно по всем разрядам).
- Согласно фон Нейману, любая ЭВМ должна состоять из четырех основных подсистем. подсистемой ввода данных; подсистемой хранения данных; подсистемой преобразования данных; подсистемой вывода данных. Все подсистемы ЭВМ связаны между собой каналами обмена данными и командами управления. Каждая подсистема представляется как совокупность специальных устройств ЭВМ. Так, подсистемы ввода и вывода данных представлены устройствами вводавывода, подсистема хранения данных оперативной и внешней памятью, подсистема преобразования данных - процессором. Компьютер - универсальное устройство для обработки информации. В основе работы компьютера лежит принцип программной обработки информации. Программа представляет собой записанную последовательность инструкций, которые могут быть выполнены компьютером. Для реализации программного принципа функциональная схема компьютера состоит из трех основных блоков: центрального процессора, оперативной памяти и внешних устройств. Центральный процессор выполняет все действия по обработке информации согласно программе, а также управляет работой всех других устройств. Оперативная память служит для хранения программ, обрабатываемых данных и результатов их обработки. Этот вид памяти является энергозависимым и хранит программы и данные только в процессе работы компьютера. Внешние устройства предназначены для выполнения операций ввода-вывода программ и данных и для длительного энергонезависимого хранения программ и данных. В процессе работы компьютера с помощью какого-либо внешнего устройства в оперативную память вводятся программы и данные. Процессор, взаимодействуя с оперативной памятью и внешними устройствами, организует выполнение программы. При такой организации работы у компьютера отсутствуют заранее заданные жесткие функции: при изменении программ изменяются и функции по обработке информации. Таким образом программный принцип обработки данных обеспечивает первый аспект универсальности компьютера.
- Структурная схема ЭВМ, показанная на рисунке, широко использовалась в первых вычислительных машинах. Она имела существенный недостаток, связанный с тем, что управление вводом-выводом и выполнение команд в этой структуре осуществлялось общим устройством управления. При такой структуре ЭВМ все виды обработки программы на время выполнения операций ввода-вывода прекращались из-за занятости процессора, что существенно снижало быстродействие ЭВМ. Для устранения этого недостатка в состав ЭВМ было включено дополнительное устройство — канал ввода-вывода — устройство, обеспечивающее взаимодействие процессора и периферийных устройств. Существовало два типа каналов: - мультиплексный – для обеспечения взаимодействия с относительно низкоскоростными устройствами ввода и вывода информации (с перфокарт и перфолент, печатающие устройства и т.д.) и может одновременно обслуживать несколько устройств; - селекторный – для обеспечения высокоскоростного обмена (накопители информации на магнитных дисках, лентах, барабанах и т.д.) и может одновременно обслуживать только одно такое устройство. Каналы обеспечивают не только независимый доступ к памяти, но и автономное управление операциями ввода-вывода. Фактически каждый из каналов представлял собой небольшой специализированный процессор обмена. Они имеют специфическую систему команд, обеспечивающую только выполнение функций по вводу и выводу информации параллельно с центральным процессором ЭВМ.
- Принципиальная схема ЭВМ. Процессор (или &quot;блок центрального процессора&quot;, ЦП Central Processing Unit, CPU) это устройство, обеспечивающее обработку данных по заданной программе и управляющее обменом данными и командами между различными устройствами ЭВМ. Процессор может обрабатывать программы и данные, находящиеся только во внутренней памяти ЭВМ. Оперативное запоминающее устройство ОЗУ предназначено для хранения программ и данных, обрабатываемых в текущий момент времени. ОЗУ является энергозависимой памятью, т.е. при выключении питания ее содержимое теряется. В англоязычной литературе ОЗУ определяется как RAM - Random Access Memory - что означает &quot;память произвольного доступа&quot;. Постоянное запоминающее устройство ПЗУ предназначено для хранения следующих видов информации: микропрограмм обработки информации реализованных в данном типе ЭВМ тестирующих программ программы первоначальной загрузки параметры конфигурации внутренних устройств ЭВМ Контроллер - специализированное устройство согласования работы центральных и внешних устройств. Устройства ввода предназначены для ввода в память ЭВМ программ и данных, подлежащих обработке. Операции ввода осуществляются как стандартными, так и нестандартными (специализированными) устройствами ввода. Устройства вывода предназначены для вывода данных в форме удобной для их восприятия, на различные типы носителей. Внешние запоминающие устройства – это энергонезависимая память, предназначенная для долговременного хранения программ и данных. Эти устройства выполнены в виде накопителей на жестких и гибких магнитных дисках, лентах, оптических дисках и др.
- Системная магистраль предназначена для передачи сигналов между всеми устройствами ЭВМ. СМ физически представляет собой набор проводников, которые группируются по функциональному назначению в виде шин. В составе системной магистрали, как правило выделяют следующие виды шин: адресную шину - канал для передачи адресов ОЗУ; управляющую шину - канал для передачи команд управления; шину данных - канал, по которому осуществляется передача данных шину питания - по ней передается питающее напряжение ко всем устройствам ЭВМ.
- Принципы работы процессора В отличие от системы оперативной памяти, для которой все данные равноправны, процессор разделяет содержимое памяти на данные и команды. Некоторые считанные из памяти данные процессор интерпретирует как команды, а некоторые как данные. В состав процессора входят устройство управления (УУ), арифметическо-логическое устройство (АЛУ) и набор регистров. Арифметико-логическое устройство (Arithmetic Logical Unit, ALU) – это блок процессора, выполняющий все арифметические и логические операции над данными находящимися в регистрах данных. Устройство управления (Control Unit, CU) – организует последовательную выборку команд из памяти в регистры процессора, их декодирование и организацию соответствующего процесса обработки. УУ также управляет передачей информации по адресной шине и шине данных, воспринимает и обрабатывает служебные сигналы, следующие по управляющей шине. Восприняв код той или иной операции, УУ формирует цепочки управляющих сигналов и подает их в нужные точки компьютера. Регистры – это ячейки памяти процессора, предназначенные для кратковременного хранения команд и данных в процессе их обработки. Регистры специализированы по своей функции. Так, существуют регистр команд, регистр адреса, регистры общего назначения и т. д. Регистр адреса команды служит для формирования и запоминания адреса очередной выполняемой команды. После выполнения каждой команды регистр формирует адрес следующей команды, по которому эта команда хранится в памяти микрокомпьютера. Регистр адреса также служит для запоминания адресов операндов. Регистр команд используется для хранения кода текущей выполняемой команды. Декодируя данный код УУ формирует определенные управляющих сигналов, зависящие от конкретного кода операции. Часть кода команды может содержать информацию об адресах операндов, участвующих в выполнении данной команды. Регистры общего назначения (РОН) обычно не имеют конкретного функционального назначения. Программист может в своей программе задействовать их так, как он считает нужным. Например, результат выполнения некоторой команды можно не посылать в основную память, а временно запомнить в каком-нибудь РОНе с тем, чтобы позднее, в другой команде, использовать этот результат. Чтобы отличать РОНы друг от друга, им присвоены уникальные имена (или номера), которые и записываются в программе.
- Назначение, форматы и состав команд микропроцессора. Готовая к выполнению программа состоит из последовательности команд. Команда представляет собой определенную последовательность двоичных разрядов и содержит сведения, необходимые процессору для выполнения операции: код операции, которая должна быть выполнена, и, в зависимости от типа команды, или информацию об операндах, или адреса устройств. Поэтому команды нередко называют инструкциями. Таким образом, команды МП служат тем &quot;строительным материалом&quot;, из которого создается каждая программа. Составляя программу, программист не выдумывает команды, а выбирает их из фиксированного ограниченного по размеру списка, называемого системой команд. Такая система команд имеется у каждого МП, причем у разных типов МП системы команд, как правило, не совпадают. Совокупность сведений, которые для каждой команды МП задают ее длину, состав, назначение и взаимное расположение ее частей, называется форматом команды. Части команды называются полями. Например, каждая команда содержит поле кода операции. Кроме того, многие команды имеют одно или более полей операндов. Команда называется безадресной, если в ее формате нет информации об адресах операндов, так как операнды отсутствуют или их местонахождение всегда постоянно и заранее известно. Примером безадресной команды является команда останова. Команда называется адресной, если в ней присутствуют один или более адресных операндов. В зависимости от числа полей, соответствующих адресным операндам, различают форматы одноадресных, двухадресных и трехадресных команд. В одноадресной команде единственное адресное поле хранит информацию о местонахождении только одного операнда. Второй операнд может вообще не требоваться (например, для операции замена знака числа на противоположный знак). В двухадресной команде предусмотрены два поля для адресации двух операндов. Результат выполнения операции в этом случае запоминается на месте одного из двух операндов. В трехадресной команде третье поле содержит адрес ячейки памяти, в которую следует поместить результат операции. Системы команд современных МП содержат десятки разнообразных команд, позволяющих выполнять арифметические и логические операции, операции ввода вывода данных, операции передачи управления внутри программы и между программами, а также различные специальные операции. В системе команд практически любого микропроцессора можно выделить следующие основные группы команд: выполнение арифметических и логических операций; пересылка данных между основной памятью и регистрами МП; управление ходом выполнения программы, переход к подпрограммам; сдвиг данных в регистрах, очистка регистров, формирование дополнительного кода и т. п.; ввод - вывод; специальные системные команды. Следует отметить, что детальное знание форматов и системы команд микропроцессора необходимо лишь в том случае, если программирование ведется на языке Ассемблера, являющемся машинно-зависимым языком низкого уровня. Если же для программирования выбирается язык высокого уровня (БЕЙСИК, ПАСКАЛЬ, ПЛ/М и т.п.), то детальное знание форматов и системы команд уже не требуется.
- Использование шинного интерфейса обеспечивает равноправное взаимодействие всех основных устройств. Одним из вариантов обслуживания этих устройств процессором является организация периодического опроса их состояния, но это требует много процессорного времени. Вторым вариантом является организация системы прерываний. Т.е. процессор не обращает внимания на устройства до тех пор, пока оно специальным сигналом не обратит на себя внимание. Прерывание (IRQ расшифровывается как Interrupt Request) - это процесс, когда процессор прекращает нормальное выполнение программы, сохраняет необходимую информацию в стеке и переходит к обработке события. После его отработки, управление возвращается в исходную точку, и продолжается выполнение первоначальной программы. Необходимость прерываний диктуется тем, что в микрокомпьютере часто требуется временно отложить выполняемую в данный момент программу и срочно выполнить другую, более важную программу, с тем чтобы поздней вернуться, если можно, к продолжению прерванной программы. Прерывания хорошо знакомы нам и из обыденной жизни. Например, телефонный звонок может заставить отложить (прервать) чтение интересной книги и выполнить ряд таких действий, как запоминание читаемой страницы книги, подход к телефону, снятие телефонной трубки, выслушивание вопроса, ответ на вопрос и возврат трубки на прежнее место. После этого, если только телефонный звонок не был связан с каким ни будь чрезвычайным событием, человек может продолжить прерванное чтение с запомненной страницы книги. В этом житейском примере нетрудно выявить следующие аналогии: &quot;Человек - микропроцессор&quot;, &quot;чтение книги — текущая программа&quot;, &quot;телефонный звонок — сигнал прерывания&quot; и &quot;программа обработки прерывания — последовательность реакций студента на телефонный звонок&quot;. В ПК все прерывания делятся на программные и аппаратные. Программные прерывания возникают в процессе выполнения программ (например, в случае деления на нуль или переполнения регистров). Аппаратные прерывания инициируются, когда какое-либо внешнее устройство требует неотлагательной реакции процессора (нажатие клавиши, щелчок мышью и т.д.). В обоих случаях формируется управляющий сигнал, который предписывает выполнение определенной команды или группы команд. Адрес команды, которая выполнялась перед прерыванием, запоминается; к нему происходит возврат по завершении действий, связанных с обработкой прерывания. Основными действиями микропроцессора при возникновении незамаскированного прерывания являются: 1) распознавание (идентификация) источника сигнала прерывания; 2) запоминание в основной памяти состояния прерванной программы; 3) маскирование повторных прерываний от данного источника сигнала; 4) выполнение программы обработки прерывания; 5) восстановление состояния и продолжение прерванной программы.
- Алгоритм работы ЭВМ Готовая к выполнению процессором программа, состоит из последовательности машинных команд, задающих порядок выполнения действий. Кроме них, программа содержит адреса ячеек памяти в которых будут размещаться обрабатываемые данные. 1. Перед выполнением программу загружают в некоторую область ОП (обычно это функция ОС). 2. После размещения программы в памяти, адрес первой команды сообщается УУ и размещается в регистр команд. 3. УУ извлекает команду, находящуюся по указанному адресу и помещает ее в регистр команд, в котором происходит декодирование (расшифровка) команды и извлечение из нее кода операции (КОП) и адресов операндов. Адреса операндов помещаются в регистры адреса, а в зависимости от КОП происходит выполнение какого либо действия (ввода-вывода, арифметического, управляющего и т.д.). 4. Если в команде присутствовали адреса операндов, то УУ перед этим извлекает из ОП данные, находящиеся по этим адресам, помещает их в РОН и затем выполняет над ними указанные в команде действия. 5. После выполнения команды результат операции сохраняется в основной памяти 6. в РА формируется адрес следующей ячейки памяти (обычно путем прибавления 1 к предыдущему адресу). После чего, до тех пор, пока не встретится команда остановиться, будут выполняться действия пп. 3-5. В некоторых случаях порядок следования команд может меняться самой программой, тогда адрес следующей команды записывается в РА из текущей команды.
- Память ЭВМ и принципы ее работы Оперативная память представляет собой совокупность ячеек, в которых содержатся закодированные данные. К ОП подходят: шина данных, шина управления и адресная шина. По шине управления сообщается тип производимой операции (считывание из памяти или запись в нее). Адресная шина в этот момент несет в себе адрес обрабатываемой ячейки, (из которой (в которую) ведется считывание (запись)). По шине данных передается считанная (записанная) информация. Каждая ячейка памяти содержит 8 бит информации или 1 байт. При считывании данных на управляющей шине устанавливается сигнал 0, сообщая таким образом, что должна производиться операция считывания. На адресную шину помещается некоторое значение в двоичной системе счисления, соответствующее номеру нужного байта. Дешифратор адреса однозначно определяет соответствующую ячейку памяти и значение ее разрядов выводится на шину данных. (в данном примере содержимое указанного байта, равное 00101110, появится на шине данных). Аналогично производится и запись данных. Описанное выше запоминающее устройство является памятью с произвольной выборкой. Произвольность выборки означает, что значения, последовательно поступающие на адресную шину, совершенно не обязательно должны следовать в каком-то определенном порядке. Иными словами адреса ячеек памяти могут иметь произвольные значения при каждом последующем обращении к запоминающему устройству, при этом требуемые данные будут переданы вне зависимости от порядка указанных адресов. Запоминающие устройства не различают типов хранимых данных. Команды, и данные для ОП, являются только группами битов (байтами), которые записываются и считываются по соответствующей команде. Постоянное запоминающее устройство функционирует аналогично запоминающему устройству с произвольным доступом с той лишь разницей, что его содержимое всегда остается неизменным. Иначе говоря, постоянное запоминающее устройство (в соответствии с названием) предназначено только для считывания хранимых в нем данных. После отключения питания вычислительной машины постоянное запоминающее устройство сохраняет данные, записанные в него при изготовлении.
- Принцип открытой архитектуры Архитектура ЭВМ – это правила взаимодействия между устройствами ЭВМ. Архитектура включает в себя: разрядность слова, форматы и систему команд, режимы адресации ОП, состав программно-доступных регистров, объем ОЗУ, способ адресации внешних устройств, слово-состояние процессора и т.д. Выделяют два вида ПК: с открытой архитектурой (IBM-совместимые) с закрытой архитектурой, часто в виде моноблока (Macintosh) Архитектура большинства современных компьютеров основана на магистрально- модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому подобрать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости его модернизацию. Подключение отдельных модулей компьютера к магистрали на физическом уровне осуществляется с помощью контроллеров, а на программном обеспечивается драйверами. Контроллер принимает сигнал от процессора и дешифрует его, и формирует соответствующий сигнал подключенному устройству. За реакцию устройства процессор не отвечает - что функция контроллера. Поэтому внешние устройства ЭВМ заменяемы, и набор таких модулей произволен. Одним из первых представителей положившим начало современной информационной революции стала фирма IBM, которая в августе 1981 г. выпустила свой первый персональный компьютер. Каждый из его компонентов в отдельности не отличался особой новизной, но в конструкции материнской платы были разъемы для подключения к системной шине дополнительных устройств, создаваемых независимыми разработчиками. Такой подход был назван принципом открытой архитектуры. Фактически фирма IBM перенесла на ПК модульный принцип построения ЭВМ. Преимущества подобного подхода очевидны: нет необходимости в замене системы в целом, если возможно ее обновление «по частям» (особенно если учесть, что разные блоки ПК устаревают с разной скоростью); совершенствование ПК становится задачей самого пользователя, который, работая в конкретной области применения, лучше представляет себе, что требуется от системы; процесс ремонта и модернизации предельно упрощается: достаточно открыть корпус, извлечь плату расширения и заменить ее на другую. Для реализации данного подхода все производители должны были соблюдать единый стандарт при разработке устройств, располагающихся на материнской плате и платах расширения. Это потребовало, в частности, соблюдения принципа обратной совместимости - все последующие версии конкретного устройства должны уметь работать в режиме своих предшественников. Вскоре появилось большое количество фирм, которые занялись выпуском дополнительных плат, расширяющих возможности компьютера, купленного в стандартной конфигурации. В результате уже с середины 80-х годов начался лавинообразный рост объемов выпуска ПК, совместимых с оригинальной моделью (IBM-совместимых компьютеров), что, в свою очередь, привело к быстрому падению цен на них. Началась эпоха массовой компьютеризации. В компьютерах с закрытой архитектурой, все компоненты машины проектируются только для работы друг с другом, и при этом не предусматривается возможность замены или добавления других устройств.
- Существуют различные классификации компьютерной техники: по этапам развития (по поколениям); по функциональному назначению; по архитектуре; по производительности; по условиям эксплуатации; по количеству процессоров; по потребительским свойствам и т.д. Четких границ между классами компьютеров не существует. По мере совершенствования структур и технологии производства, появляются новые классы компьютеров, границы существующих классов существенно изменяются. По функциональному назначению все компьютеры можно разделить на несколько категорий. Карманные ПК. Наладонные (Handheld PC) Планшетные Компактные блокнотные (SubnoteBook) Блокнотные ПК. ПК в сфере домашнего хозяйства. Настольные ПК. Сетевые ПК. Многопроцессорные рабочие станции и серверы высокого уровня. Суперкомпьютеры.
- Карманные ПК (Handheld PC)- это что-то среднее между электронной записной книжкой и полноценным ноутбуком. Каждая новая модель карманного компьютера все больше приближается к ноутбукам по функциям, но при этом производители стараются оставлять размер и вес карманных компьютеров соответствующим их названию. Современные карманные компьютеры не могут заменить полноценных ПК, но с помощью них можно выполнять широкий круг задач: работать в текстовом (и даже графическом) редакторе, с таблицами, вести собственный дневник-органайзер, работать Интернетом и электронной почтой. Для многих из них есть «карманные версии» обычных компьютерных программ. Между карманными и настольными (или блокнотным) ПК предусмотрена возможность беспроводной инфракрасной связи со скорость 115,2 Кбит/с., так что в случае необходимости можно легко перенести на домашний компьютер созданные на них файлы.
- Очень часто они объединяются с сотовым телефоном, факс-модемом и мобильным принтером, в результате чего получается полноценный мобильный офис. Большинство КПК имеют: всплывающую экранную клавиатуру личную информационную систему (органайзер) программу рукописного ввода диктофон цифровую камеру Браузер для просмотра интернет страниц инфракрасный порт, радиоинтерфейс BlueTooth, USB и соответствующее ПО для синхронизации данных с настольным ПК.
- Карманные ПК многофункциональны. Кроме мобильного офиса, они являются полноценными мультимедийными устройствами, для воспроизведения музыки, фильмов, подключению к сети Интернет, и создания различный бытовых устройств. На сегодняшний день существуют два основных стандарта: Palm PC и Pocket PC. Palm PC оснащаются монохромными сенсорными ЖК – экранами, оперативной памятью не менее 4 Мбайт и Palm ОС. Их вес не превышает 200 грамм. С литиевой - ионной батареей они работают без подзарядки около 10 часов. Pocket PC имеют цветной ЖК экран и ОС Windows Mobile, что позволяет просматривать и редактировать практически все основные типы файлов записанных из обычных ПК. Достоинства - компактные размеры, малая масса (100-200г), долгое время автономной работы (4-8ч.), простота использования, постоянная готовность приложений («спящий» режим и отсутствие процедуры загрузки), отсутствие механических накопителей (не боятся ударов), широкий диапазон применимости. Недостатки - невысокая производительность, проблемы с вводом информации (маленькая клавиатура, невысокое качество распознавания текста), ограниченные возможности программного обеспечения, низкое качество отображения информации, ограниченная поддержка периферийных устройств.
- UltraMobile PC (UMPC) Оригами. При непосредственном участии Microsoft летом 2006 года компания Samsung выпустила уникальный планшетный ноутбук под названием UMPC (“ультрамобильный персональный компьютер”). Изначально этот проект был известен как Origami. UMPC Samsung Q1. Q1 представляет собой небольшой компьютер с сенсорным дисплеем, процессором Celeron с тактовой частотой в 900 мегагерц, 512 мегабайтами оперативной памяти и жестким диском на 40 гигабайт, а также встроенной маломощной видеокартой от Intel. Разработчики устройства заявили, что на UMPC можно будет даже запускать компьютерные игры. Вслед за Q1 от Samsung в подобном форм-факторе выпустили ноутбук и специалисты из Asus – их машина (по техническим характеристикам практически идентичная Q1) получила название R2H. Смотрится солидно и в то же время надежно. Как мы уже сказали, габариты устройства невелики – 234х135х28 мм, то же можно сказать и о массе, 830 г (со штатной батареей) при работе на весу практически не ощущаются. В комплекте должны идти небольшая USB мышь и софт с картами Европы для GPS-навигации. В первую очередь, это 7-дюймовый дисплей. М-да, маловато, но возможности этой матрицы весьма обширны: рабочее разрешение составляет 800х480 пикселей, 32-битный цвет. На лицевой панели расположены еще два примечательных элемента этого устройства – это 1,3-мегапиксельная камера (ASUS есть ASUS) и сенсор отпечатка пальца, позволяющий, например, удобно входить в Windows без ввода пароля. Здесь же нашлось место и для встроенного микрофона и небольшого динамика. Установить в такую крошку (по ноутбучным меркам) процессор Intel Celeron M 353 с частотой 900 MГц (ядро Dothan, FSB 400 МГц) с соответствующей обвязкой это просто здорово. Побывавшее у нас устройство имело следующую конфигурацию: чипсет Intel i910GML, 256 Мб оперативной памяти DDR2, встроенное видео GMA 900, ATA-винчестер на 60 Гб (форм-фактор 1,8 дюйма). По большому счету ASUS R2H может подойти как бизнес пользователям, так и современным тинэйджерам. Однако в роли КПК, обладающего достаточной производительностью для решения ежедневных задач (офис, почта, Интернет), он смотрится просто великолепно. А, учитывая наличие современных беспроводных интерфейсов (есть даже GPS модуль), упакованных в очень компактный корпус, в некоторых ситуациях устройство может оказаться весьма полезным. Думаем, что ASUS R2H является одним из самых практичных UMPC на сегодняшний день, пускай он и менее портативный, чем Samsung Q1, зато более функциональный. Ocновные плюсы: Небольшие габариты; Хорошая матрица; Встроенный оптический привод; Наличие современных беспроводных интерфейсов. Основные минусы: Нагрев корпуса; Невысокая эргономика; Отсутствие встроенной клавиатуры; Небольшое время автономной работы. Потребители пока достаточно сдержанно относятся к новинкам, однако эти очень компактные компьютеры уже успели обзавестись ревностными поклонниками и в будущем году нам, скорее всего, предстоит увидеть не одну вариацию на тему Origami. Хотелось бы, чтобы они были помощнее и поудобнее.
- Планшетный компьютер (Tablet PC), это самостоятельный класс устройств, подобных PDA, но превосходящих их по характеристикам. Если сравнить их, то это не электронный органайзер, а скорее цифровая книга, больших размеров и гораздо более мощная, чем самый развитый PDA. Ввод информации осуществляется специальной ручкой, на манер PDA, и текстовые данные в слишком больших количествах вносить в него неудобно. Фактически планшетные ПК – это компьютер с полнофункциональным ПО, где ограниченность ПК сказывается лишь на методе ввода информации.
- В основном планшетные ПК предназначены для чтения электронных книг (как например планшетный компьютер Cybook компании Bookeen, который кнопки для листания страниц и перехода к оглавлению) или осуществления специфических видов деятельности. С планшетом было бы удобно вести базу по складу. Например, склада европейского вида с оргтехникой, грамотными ярлыками, полной компьютеризацией и огромной базой. Планшетные ПК можно представить в руках агента по страхованию, сотрудника магазина, медработника осуществляющего обход палат и любого другого человека, которому удобно держать мобильную базу данных с записной книгой под управлением полнофункциональной 32-х битной ОС Windows. Также он может играть роль беспроводного плоскоэкранного терминала или использоваться в качестве автономного портативного компьютера с перьевым вводом данных. ПК оснащены сенсорным жидкокристаллическим дисплеем с защитным акриловым покрытием и диагональю от 8 до 12 дюймов, показатели яркости и контрастности которого позволяет работать с ним при любой освещенности. Из периферийного оборудования у него есть инфракрасный, последовательный и USB-порт и модем стандарта V.90. В разъем расширения PCMCIA могут быть установлены Ethernet-адаптеры, адаптеры для подключения к беспроводным локальным сетям, карты памяти.. Он оснащен также 16-разрядной звуковой картой, микрофоном и динамиком. Отдельно можно приобрести док-станцию снабженную комбинированным приводом DVD/CD-RW, жестким диском а также беспроводную клавиатуру, мышь. В качестве процессора используются модели PowerPC, AMD, Pentium M от 66-Мгц до 1,0 ГГц со сверхнизким энергопотреблением. Объем встроенной флэш-памяти может составлять от 64 Мб до 4 Гб. В качестве программной платформы в устройстве может быть использована операционная система Windows XP Tablet PC, Windows CE.NET 5, Linux. Питается аппарат от ионно-литиевого аккумулятора (емкостью около 7000 мА·ч), время автономной работы от которого достигает пяти часов. За отдельную плату можно приобрести дополнительную внешнюю батарею с возможностью &quot;горячего&quot; подключения. Заявленное время автономной работы от батареи повышенной емкости - 7,5 часа. ПК имеет размеры сходные с листом бумаги А4 и высотой 22-30 мм и весит 1-1.5 килограмм вместе с аккумулятором.
- Сегодня у нас ну очень долгожданный гаджет - первый планшетник от Apple. Этот тип компьютеров еще называют &quot;таблетка&quot;, а представляет он собой что-то среднее между телефоном и ноутбуком, в данном случае iPhone и iMac с большим уклоном к первому. А большой iPhone по определению просто не мог не наделать шума. Соответственно общей терминологии Apple название получилось ожидаемым - iPad - но подробности этой горячей американской новинки до последнего хранилась в строгой секретности. Теперь можно приоткрыть завесу тайны. Итак, тут небольшой корпус весом 680 грамм и толщиной 13.4 мм. Сенсорный экран с диагональю 9.7 дюйма. А также память 16, 32 и 64 Гб в зависимости от модификации, до 10 часов автономной работы и всевозможные коммуникации - Wi-Fi, Bluetooth, GPS. Причем, будет даже версия с модулем 3G, но позже и дороже. Стоимость iPad в Америке начинается от 499 долларов за самую простую модификацию. Самая дорогая с 3G обойдется в 829 долларов. Отдельно оплачивается софт, имеется, кстати, iTunes. Из интересных моментов отмечу поддержку программ для iPhone и iPod, а также отдельное приложение с сервисом электронных книжек. Что касается дизайна, то больше всего новинка напоминает смесь iPhone и цифровой фоторамки, а скорее, и то, и другое одновременно. О вкусах не спорят, но как внешне, так и внутренне мне iPad очень нравится. Цену, например, я ожидал выше, да и телефонный модуль стал приятным сюрпризом. Это хорошо. Плохо то, что перспективы в России опять туманны, несмотря на заявленную русификацию прошивки (причем, как клавиатуры и словарей, так и интерфейса). В самом оптимистичном случае мы увидим официальный iPad не раньше середины лета, если не позже, да и то цена пока не объявлена, а часть сервисов работать не будет. Так что логично ожидать высокой активности на &quot;сером&quot; рынке уже совсем скоро (вопрос только в micro SIM, но это для 3G версии). В любом случае до популярности iPhone новому детищу Apple точно будет далеко. Уж очень специфична она, эта &quot;таблетка&quot;, и нужна не каждому. http://hi-tech.mail.ru/news/item/4095
- Компания MSI решила выйти на планшетный рынок, анонсировав двух конкурентов модели Apple iPad. Это планшетные компьютеры WindPad 100 и 110. У обоих устройств 10-дюймовые сенсорные экраны. Еще у планшетов есть фронтальные камеры, модули Wi-Fi, GPS, 3G, порты HDMI и USB. Различия: В MSI WindPad 100 это процессор Intel Atom Z530 и Windows 7 Ultimate с чуть доработанным интерфейсом. В основе планшета MSI WindPad 110 лежит платформа Nvidia Tegra 2. Это значит, что центральный процессор устройства создан на базе микроархитектуры ARM. Поэтому Windows 7 здесь не работает, и вместо нее на планшет установлена платформа Android. В магазинах же устройства появятся к концу 2010 года и будут стоить 499 долларов за модель с Windows 7 и 399 долларов за модель с Android. Между тем, не только компания MSI готовит планшеты к Computex. Компания Asus также отличится на этой выставке громкой премьерой.
- После триумфального выхода американского планшета Apple iPad, многие производители заторопились на этот рынок, анонсируя довольно необычные решения. Впрочем, главный «убийца» iPad сошел с дистанции. Но Стиву Джобсу не стоит радоваться, так как и без того конкурентов у iPad хватает. Чего стоят только три планшета, представленные сегодня тайваньской компанией Asus. Итак, компания Asus решила громко заявить о себе на планшетном рынке, представив сразу три устройства. Это Eee Pad EP121 и EP101TC, а также Eee Tablet. Начнем с Eee Pad EP121 и EP101TC. Это типичные планшеты с большими и яркими сенсорными экранами. В топовой модели (EP121) дисплей 12-дюймовый, а в качестве платформы выбрана Windows 7 Home Premium в качестве процессора здесь выбран Intel Core 2 Duo! Так что теоретические возможности гаджета делают его лидером по функционалу. Хотя сразу возникает опасение по поводу времени работы Eee Pad EP121. Возможно удивительно, но инженеры Asus превзошли сами себя и сделали так, что их 12-дюймовый мощнейший планшет живет автономно до 10 часов. Характеристики младшей модели Eee Pad EP101TC скромнее. Это 10-дюймовый экран и платформа Windows Embedded Compact 7. Толщина гаджета составляет 12,2 миллиметра, а внутри у него стоит, предположительно, процессор ARM. Очень необычна третья новинка компании Asus — Eee Tablet. Она представляет собой нечто среднее между читалкой электронных книг, записной книжкой и планшетом. В принципе, Eee Tablet вполне можно назвать многофункциональным электронным блокнотом. И это не будет обманом — благодаря перу и высокой чувствительности сенсорной панели записывать данные в это устройство куда удобнее, чем в любой другой доступный на рынке планшет. Да что там, по данным Asus, при работе с Eee Tablet возникает ощущение, что пишешь ручкой на листе бумаги! Что интересно, внутри Eee Tablet стоит обычный TFT-экран с диагональю 8 дюймов. При этом он способен отображать без подсветки 64 градации серого, в результате чего устройство работает до 10 часов без подключения к электросети. При этом «на борту» Eee Tablet несет 2-мегапиксельную камеру, порт microSD и разъем USB. Из программного обеспечения здесь стоит выделить приложение для чтения электронных книг, блокнот и мультимедийный проигрыватель. Все три новинки можно будет посмотреть и потрогать на выставке Computex в начале июня текущего года. Что до начала продаж, то планшеты Eee Pad появятся в магазинах в первом квартале 2011 года и будут стоить от 399 до 499 долларов. Блокнот Eee Tablet станет доступен осенью по ориентировочной цене 199-299 долларов.
- Личный опыт: 5 месяцев с планшетом Galaxy Tab 3G Преимущества Galaxy Tab У него правильный размер. Я люблю чувствовать себя свободно. Мне нравится, когда руки не заняты, когда все необходимое умещается в карманах пиджака. Если для того, чтобы носить с собой планшет Apple iPad предлагается также волочить портфель или рюкзак, то я против. Каждый раз лезть за компьютером куда-то далеко? Представьте, что вы носили бы в портфеле свой мобильник… Нет, спасибо. Карманный размер - для меня главное преимущество Galaxy Tab. Планшет Samsung Galaxy Tab 3G У Galaxy Tab правильный вес. Смысл планшета, как я его понимаю, - мобильность. Это значит, что хороший планшет можно использовать в любой ситуации, ну, или хотя бы не только сидя и стоя. Я пробовал пользоваться iPad лежа. Оказалось, что он для этого не приспособлен. Ни по размеру, ни по весу. Samsung Galaxy Tab, благодаря малому размеру и весу, можно держать одной рукой. Большим пальцем той же руки - управлять приложениями. Другой рукой держать яблоко. Мне это нравится. Второй телефон. Если на основном телефоне села батарея, можно сделать звонок с планшета. Ест любой контент. Для просмотра на Galaxy Tab не требуется мучиться с видео и аудио в угоду акционерам Стива Джобса. Это экономит много времени. Samsung в отличие от Apple, пока не претендует на монополию в продаже песен и фильмов. Спасибо им за это. Ведь достижения науки и искусства должны принадлежать народу. Синхронизация с компьютером через Samsung Kies меня удовлетворила. Несравнимо удобнее управлять контентом в сравнении с iTunes. Нет проблем с подключением к разным ПК, когда вам предлагают стереть все с устройства и синхронизировать заново. Создает документы в форматах MS Office. Без комментариев. Что не нравится? Недостаточная стабильность ОС. Иногда приложения падают, хотя и довольно редко. В моем случае чаще всего падает встроенная почта. Слабые базовые приложения. Сразу приходится менять встроенный браузер. Я перебрал несколько и остановился на Firefox, но и он менее удобен на малом экране в сравнении с Safari на iPhone. Неудобный почтовый клиент. Вяло ищу достойную замену. Пока безуспешно. Хочется, чтобы было не хуже чем в iPhone, к которому давно привык. Проблемы с инсталляцией android-приложений. Так и не смог запустить поиск и погоду от Яндекс. Не работает SPB TV. Времени разбираться с этим нет, поэтому терплю какие-то костыли, вроде поиска от Google. В Skype не работает видео. В AngryBirds и еще какие-то игры ребенку удобнее играть на iPad. Планшет работает под управлением Android 2.2 Модель использования 75% времени использования – интернет и почта. В поездках в гостинице включаю внешнюю музыку. В дороге могу набирать тексты или смотреть фильмы. В редких случаях использую как диктофон и видео-камеру.
- В китайском городе Шэньчжэнь 27 мая поступил в продажу планшетный компьютер iPed. Устройство работает под управлением мобильной операционной системы Google Android. Об этом пишет Kotaku. В целом планшет напоминает Apple iPad, но имеет более округлый корпус. Интерфейсы обоих устройств почти полностью совпадают. В отличие от своего конкурента, iPed оснащен процессором Intel, а не разработанным Apple чипом A4. Также iPed тяжелее, чем iPad. У китайского планшета как минимум два названия. На экране, там где обычно находится приложение iPod, есть надпись iPed. В то же время в руководстве написано другое название - APad. iPed стоит 105 долларов, то есть почти в пять раз дешевле устройства Apple. Стоит отметить, что iPed продается там же, где находится фабрика компании Foxconn, на которой собирают iPad.
- 7 марта 2012 года Apple представила новую версию своего планшетного компьютера. Новое устройство получило улучшенный экран, камеру и процессор A6. Новый планшет имеет разрешение 260 dpi, в то время как разрешающая способность iPad 2 - 132 dpi.
- Класс SubnoteBook. Они занимают промежуточное положение между КПК и NoteBook. По внешнему виду они как типичный ноутбук, но гораздо более короткие. Размеры их около половины стандартного листа бумаги, вес порядка 300-700 грамм. Они имеют чувствительный к нажатию ЖК-дисплей, являющимся одновременно указательным устройством, в который можно тыкать и даже писать пером. Как правило у них присутствуют: маленькая клавиатура (как стандартная, но с меньшим шагом клавиш) разъемы для подключения дополнительных устройств (PCMCIA) встроенный модем инфракрасный интерфейс IrDA последовательный порт аудио средства (динамик, выход на наушники, встроенный микрофон) USB разъемы Время автономной работы: цветные - 5..8 часов, черно-белые - более 20 (иногда 30,40). Аккумуляторы (часто используются 2 батареи AA). Память порядка 8-32 Мб ОЗУ, 8-16 Мб ПЗУ. Винчестеры отсутствуют. Но как дополнительный носитель информации используются карты Compact-Flash.
- Блокнотных ПК (notebook). Ноутбук - это портативный переносной компьютер, обладающий всеми функциями обычного стационарного компьютера. Его можно использовать в любом месте и во время транспортировки. Ноутбук может питаться от собственных аккумуляторов и от адаптера сети. Сейчас все большее число людей покупают ноутбуки в качестве замены обычным портативным компьютерам. Из преимуществ ноутбука их привлекает маленький размер и вес при полной функциональности, возможность легкой переноски компьютера и организации мобильного офиса, безвредный для здоровья немерцающий и абсолютно плоский ЖК-дисплей, малое энергопотребление, возможность автономной работы. Ноутбук стоит не намного дороже стационарного компьютера с приличным монитором, а если учесть, что отдельно ЖК-дисплеи стоят сейчас очень дорого, то ноутбук становится отличной покупкой. Ноутбук это отличный способ обрести независимость и находиться на связи с окружающим миром при помощи Интернета, где бы человек не находился. Для блокнотных ПК (notebook) предлагаются мобильные процессоры Intel Celeron, Intel Pentium III. Блокнотные ПК оснащаются SVGA или XGA дисплеями глубиной цвета 24 бит размером от 10 до 15 дюймов. Норма энергопотребления такого дисплея — 2,3 Вт. Масса составляет от 2 до 4 кг, толщина 3-5 см.
- Многие модели имеют CD-ROM, или DVD-ROM, встроенный модем для работы в Интернет. Разъем для подключения внешнего монитора, TV-out для вывода изображения на экран телевизора (можно использовать для создания презентаций). Встроенный инфракрасный (irDa) порт позволяет ноутбуку общаться со многими устройствами без проводов. Разъем USB также облегчает подключение периферийных устройств. Слот PCMCIA (I, II, III) позволит установить множество различных устройств: сетевую карту, модем, ТВ-тюнер, жесткий диск, дополнительные модули памяти, CD-ROM, DVD-ROM и т.д. В блокнотных, как и в настольных ПК, возможно применение операционных систем семейства Windows. Недостатком является ограниченные возможности модернизации. Поэтому выбирать ноутбук надо с параметрами и функциями, которые могут пригодиться в будущем. Традиционной аппаратной клавиатуры у лэптопа нет, а ее место занимает 7-дюймовый сенсорный экран с разрешением 1024 х 600 пикс. Его можно использовать как для просмотра веб-страниц и изображений, так и для набора текста с загруженной виртуальной борды.
- ПК в сфере автоматизации домашнего хозяйства (Home PC) появились в 1998 г. Предполагается, что данная категория персональных компьютеров сможет охватить широкий спектр направлений — от управления системой сигнализации и управления энергоресурсами до полива домашних цветов. Кроме того, домашние ПК будут работать как автоответчик, вести календарь или домашнюю бухгалтерскую книгу, получать электронную почту и делать заказы в магазинах. Для связи с датчиками и исполнительными механизмами будет использоваться инфракрасный или радиоканал. Одним из вариантов домашних ПК является игровая приставка X-box. Приставка очень неприхотлива и реализует практически все мультимедийные возможности компьютера. Кроме того она может подключаться к Интернету или другой компьютерной сети. Приставка, содержит процессор от Intel, графический чип от nVidia, Ethernet и USB порты, DVD-ROM дисковод и винчестер, работает под управлением операционной системы от Microsoft. ОС не будет зашита в приставку, а будет записываться на каждый диск с игрой. Это, должно дать разработчикам, при надобности, возможность модифицировать ОС под конкретные игры. Технические характеристики:: Pentium III 733 Мг., Графический процессор: 233 Мг. nVIDIA 64 Мб. RAM,2-5x DVD, Жесткий диск: 10 Гб., Карта памяти: 8 Мб Четыре высоко скоростных порта для джойстиков, Звуковых каналов: 256, Доступ в интернет: Broadband 10/100 Ethernet, Возможность проигрывать DVD Поддержка HDTV в фильмах и играх, Максимальное разрешение: 1920x1080. «Персональный интернет-коммуникатор» (Personal Internet Communicator, PIC) от AMD.. Это устройство позиционируется как недорогое решение ($185 – без монитора, $250 – с монитором, клавиатура входит в комплект в обоих случаях), обеспечивающее даже самых малоимущих людей возможностью подключения к интернет. В базовой комплектации обеспечивается просмотр веб-страниц, работа с электронной почтой, обработка текстов и электронных таблиц, просмотр презентаций PowerPoint и файлов PDF. Выпуск AMD PIC происходит в рамках объявленной компанией программы 50 х 15, что означает – к 2015 году обеспечить доступом у интернет 50% населения планеты (в настоящее время только 10% человечества пользуется доступом к интернет). Распространение устройства начнется с Индии и стран Латинской Америки, в качестве потенциальных рынков рассматриваются также Китай и Россия. PIC оснащен x86-совместимым процессором класса «система-на-чипе» Geode GX500 (366 МГц, потребление 1 Вт), 128 МБ RAM и 10 ГБ жестким диском производства Seagate. Имеется встроенная поддержка аудио, 56К модем и 4 порта USB. Устройство работает под управлением MS Windows CE с некоторыми расширениями, обеспечивающими совместимость с приложениями Windows XP.
- Самая большая категория — базовые настольные ПК. Базовые настольные ПК предназначены для большинства пользователей и создаются на базе процессоров Intel Celeron, Intel Pentium III, AMD K6, AMD Athlon.
- Сетевые ПК в большинстве случаев выполнены в виде терминалов, т.е. компьютеров, которые не располагают дисковой памятью и поэтому работают только под управлением сервера. Преимущества СК заключаются в низкой стоимости владения и возможностью запускать любые приложения. Их назначение - решение задач небольших предприятий. Технология тонкого клиента предусматривает размещение системного программного обеспечения (ПО), всех пользовательских приложений и данных на центральном сервере. Рабочие места оборудуются Windows-терминалами, с помощью которых обеспечивается доступ к ресурсам сервера и отображение результатов работы на экране пользователя. Современный тонкий клиент дает пользователю все преимущества терминалов, но освобождает его от недостатков ПК. Экономичность Низкая цена устройства Меньшая стоимость администрирования и обслуживания по сравнению с конфигурациями на полноценных PC. Это является главным аргументом для многих компаний. Длительный срок службы - у &quot;тонких клиентов&quot; он составляет, как правило, 5-10 лет, в то время как ПК нужно модернизировать (а чаще - просто менять) каждые 2-3 года. Повышенная надежность. &quot;Тонкий клиент&quot; представляет собой устройство без движущихся частей и практически не имеющее шансов выйти из строя. Пользователи, не имеющие доступа к дисководам со сменными носителями, лишены возможности самостоятельно устанавливать ПО. Все это снижает затраты на обслуживание и позволяет уменьшить простои в работе из-за аппаратных сбоев, программных конфликтов или заражения вирусами. Контролируемая среда. Пользователи могут запускать только те приложения, которые установлены на сервере и выполнение которых разрешено администратором. Таким способом легко исключить игры на рабочем месте и злоупотребление Internet. Простая и быстрая установка. Для создания нового рабочего места требуется не более 10 минут - в десятки раз меньше, чем для обычного ПК. Простое обновление ПО. Установка нового и обновление существующего ПО выполняется на сервере - нет необходимости заниматься этим на каждом из установленных в сети ПК. Уменьшение риска краж. Сам по себе &quot;тонкий клиент&quot;, будучи отключенным от сервера, не является полноценным компьютером и не представляет большой ценности для похитителя. Пониженное потребление электроэнергии (5V, 500mA) Гибкость Одна OfficeStation имеет доступ к нескольким Терминал / Серверам, предоставляя возможность вычислений на сервере и многократные выгоды централизованного доступа к данным. Удобство использования, подходящее для сетей типа SOHO и школьного рынка Простота подключения (Plug & Play) Простота интеграции в существующую сетевую среду, базирующуюся на OS Windows Интуитивное управлениеЭргономичность Бесшумность Минимальное электромагнитное излучение Минимальное выделение тепла Компактность
- Многопроцессорные рабочие станции и серверы высокого уровня имеют обычно от двух до восьми высокопроизводительных процессоров. Такие компьютеры предназначены для инженеров и пользователей настольных издательских систем, там, где нужно работать со сложной графикой. Они содержат не менее двух источников питания, дублирующих вентиляторов и высокоскоростных внешних устройств. Серверы содержат большие объемы оперативной и дисковой памяти. Особенностью применения многопроцессорных систем является масштабируемость. Под масштабируемостью понимается возможность добавления количества процессоров, модулей памяти различных видов, а также и других ресурсов вычислительной системы. Основной смысл масштабируемости заключается в возможности увеличения производительности, пропускной способности системы, обеспечения выполнения практических задач качественно более высокого уровня.
- Суперкомпьютеры. Для решения сложных задач, например научных расчетов, исследования биржевых тенденций, предсказания погоды и многого другого, необходимы вычислительные ресурсы несравнимые с мощностью самого передового персонального компьютера. В этих отраслях работают машины, скорость вычислений которых доходит до нескольких миллиардов арифметических операций в секунду. Эти машины стоимостью в десятки миллионов долларов производятся в очень малом количестве и относительно небольшим кругом фирм-производителей. Одной из таких фирм является Cray research. Основатель Сеймор Крей (1925-1996), один из ведущих разработчиков американской компьютерной компании «Control Data», прославившийся в 1958 году созданием первого в мире полностью транзисторного компьютера «CDC 1604». В 1976 году Крей построил суперкомпьютер «Cray-1» производивший 100 миллионов операций в секунду (такое быстродействие достигалось за счет использования огромного числа компактно размещенных интегральных схем). В том же году этот компьютер, тогда самый быстрый в мире, был продан за 7,5 миллионов долларов. В 1985 году суперкомпьютер «Cray-2» показал быстродействие 1,2 миллиарда операций в секунду. А в 1997 году суперкомпьютер «Janus» компании «Intel», установленный в Национальной лаборатории «Sandia», (Альбукерке, штат Нью-Мехико) преодолел рубеж в триллион операций в секунду. Принцип работы любой большой вычислительной машины состоит в параллелизации процесса обработки данных. Очень часто встречается необходимость обработки большого количества данных по одной и той же инструкции. Решение этой проблемы было найдено с помощью применения так называемых векторных операций. Суть их заключается в том, что процессор, получив команду, применяет ее на целый массив данных, который и называется вектором. Таким образом, удалось сильно сократить затраты времени и системных ресурсов на выполнение задач данного типа. Подобная архитектура получила название SIMD (Single Instruction, Multiply Data).
- Сегодня трудно найти какую-либо область научных исследований, в которой за последние годы не применялась бы математика. В настоящий момент и физики, и медики с удовольствием используют высокопроизводительные вычислительные комплексы, тому есть масса примеров: 64 процессорная система Cray Origin2000, укомплектованная 16 Гбайт оперативной памяти и жестким диском в 1 Гбайт, является самым мощным компьютером в мире, работающим исключительно в области медицины и биологических исследований. Данная машина была необходима больнице для хранения и обработки огромных массивов информации, которые служат для построения моделей человеческих протеинов. Кроме того, машина используется для быстрого поиска повторяющихся участков в генетических кодах с целью полной расшифровки человеческого генетического кода, а эта задача требует неимоверных вычислительных мощностей. Наша страна тоже не осталась в стороне. Несмотря на запрет правительства США на ввоз в нашу страну последних моделей Cray, Росгидромет все же приобрел и установил в своем вычислительном центре Cray Y-MP-8E. В ее задачи входит проведение расчетов по научно-исследовательским разработкам отечественных метеорологов, а также расчет прогнозов погоды. Кстати, именно результаты мы все можем видеть по телевидению и слышать по радио. В просторах Internet вполне можно, купить машинное время суперкомпьютеров и использовать все вычислительные мощности, не имея непосредственного доступа к самому аппарату. Таким образом, продаются теперь не транзисторы с конденсаторами, а миллиарды операций в секунду. Среди областей применения суперкомпьютеров: • метеорология; • аэродинамика; • сейсмология; • различные военные исследования; • атомная и ядерная физика; • физика плазмы; • математическое моделирования сплошных сред. Основная причина использования суперкомпьютеров в данных областях заключается в возможности моделирования сложных процессов в реальном времени, с бесконечным числом обрабатываемых данных, за счет степени увеличения объема арифметических вычислений. Производительность суперкомпьютеров измеряется в миллионах операций с «плавающей точкой» в секунду, так называемых, «мегафлопах». Операции с плавающей точкой требуют дополнительных операций преобразования для реализации двоичных вычислений. Таким примером может быть 1024-процессорный компьютер Gray фирмы SGI, показавший производительность 69 Гфлоп (миллиардов операций с плавающей точкой в секунду) на программе HILARM — прогнозирования погодных катаклизмов. Этот компьютер, оснащённый 1328 процессорами, показал производительность до 1,195 Тфлоп. Такая производительность позволила увеличить время предсказания стихийных бедствий с 30 минут до 6 часов. Gray ТЗЕ-900 используют не только в области метеорологии, а также для создания трёхмерных моделей гелиосферы, моделирования процессов, протекающих в земной коре и решения медицинских задач в сфере молекулярной динамики. Французская комиссия по атомной энергетике (СЕА) также заинтересовалась возможностью использования супер - вычислений и предложила компании Compaq создать суперкомпьютер производительностью пять трлн. операций в секунду. Таким образом, в 2001 г. был создан один из самых мощных суперкомпьютеров в мире, состоящий из 2000 процессоров Alpha.
- Кластерная система представляет собой объединение машин, являющегося единым целым для операционной системы, системного программного обеспечения, прикладных программ и пользователей. Кластерные системы в последнее время получили широкое распространение, так как обеспечивают высокую степень отказоустойчивости за счет возможности мгновенно автоматически перейти с вышедшего из строя узла на работающий. Другое достоинство таких систем — более низкая, чем у суперкомпьютеров, стоимость создания и эксплуатации. Разработчиком идеологии кластерной системы является компания DEC. Разработанная фирмой система кластеров характеризуется возможностью разделения ресурсов, высокой готовностью (быстрым переводом пользователей на другой компьютер кластера), высокой пропускной способностью, удобством обслуживания системы, расширяемостью. Практической областью применения кластерных систем может служить реализация технологии параллельных баз данных. При этом большое число процессоров разделяет доступ к одной базе данных, что позволяет достичь высокого уровня пропускной способности транзакций и поддерживать быструю работу большого числа одновременно работающих пользователей. Кластерные системы находят широкое применение и в России. Так, к примеру, Институт высокопроизводительных вычислений и баз данных (ИВВБД) Миннауки РФ оснащен самым мощным в России суперкомпьютерным парком, в который входят системы HP CONVEX, машины серии Sun Enterprise, массивно-параллельные компьютеры фирмы Parsytec и специализированные графические станции SGI Octane. Они объединены в кластер общей производительностью 46,76 гига-операций в секунду. Данный кластер используется для: развития технологии параллельных СУБД для суперЭВМ, компьютерного моделирования, прогнозирования экономических ситуаций, разработки интеллектуальных систем проектирования и поддержки баз знаний в слабоструктурированных и трудно формализуемых предметных областях и создания систем виртуальной реальности.
- Классификация персональных компьютеров PC 99 В отличие от классификации компьютеров вообще, существует классификация персональных компьютеров «PC 99 System Design Guide», созданная Intel и Microsoft, более чем на 500 страницах определяет образ ПК 1999 2000 гг. В соответствии со спецификацией PC 99 современные компьютеры предложено разделять на следующие категории: • Consumer PC (потребительский ПК); • Office PC (ПК для использования в офисе); • Entertainment PC (ПК развлекательного назначения); • Mobile PC (мобильный ПК); • Workstatom PC (рабочая станция). Consumer PC предназначается для работы вне локальной сети, в составе глобальной сети Internet. Роль компьютера: обучение, игры, малый домашний офис (сектор SOHO — Small Office/Home Office). Компьютер должен иметь возможность для подключения к Internet через модем, относительно мощный графический контроллер. Рекомендуется наличие устройства, позволяющего заменять периферию, не открывая корпус и не перезагружая компьютер (Device Bay). Office PC отличается от Consumer PC, в основном, уменьшенными расходами на общую стоимость владения (ТСО), поддержкой перезаписываемого BIOS, удаленной загрузкой, возможностью работы в составе локальной вычислительной сети. К Entertainment PC предъявляются следующие требования: высококачественная Hi-Fi аудио-подсистема, наличие высокопроизводительного трехмерного графического контроллера с поддержкой отображения на полный экран DVD-фильмов и цифрового телевидения DTV (Digital Television), возможность подключения к мониторам с большим размером экрана, а также телевизорам, поддержка аналогового и цифрового телевидения, поддержка подключения различных устройств (камкодеры, видеомагнитофоны и т.д.). Требования к Mobile PC ограничиваются необходимостью снижения веса и увеличения продолжительности работы от аккумуляторов. Workstation PC должны превосходить по своим возможностям Office PC и предназначены для ресурсоемких задач, требующих интенсивных вычислений (CAD/CAM, финансовые приложения, разработка программного обеспечения и так далее).
- Классификация по принципу архитектуры микропроцессоров. Архитектура микропроцессоров также может быть существенным основанием для разделения компьютеров, содержащих: • RISC (Reduced Instruction Set Computer) — микропроцессор с сокращенным набором команд; • CISC — микропроцессор со сложным набором команд; • EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) — технологию вычислений с явным параллелизмом.