Типи комп'ютерів

Тема 1.2 Структура ЕОМ

1. Типи комп'ютерів

2. Архітектура і структура ПК

Типи комп'ютерів

Весь спектр сучасних обчислювальних систем можна розділити на три великі класи:

· міні- і мікрокомп'ютери,

· мейнфрейми,

· суперкомп'ютери.

В даний час обчислювальні системи розрізняють перш за все по функціональних можливостях.

Основними ознаками мінікомп'ютерів і мікрокомп'ютерів є шинна організація системи, висока стандартизація апаратних і програмних засобів, орієнтація на широкий круг споживачів. Мікрокомп'ютер, або персональний комп'ютер, з'явився в середині 1970-х років. Його ціна і розміри були у багато разів менші, ніж в найбільш поширених у той час великих обчислювальних машин, і призначений він був для одночасної роботи з одним користувачем, тоді як великі комп'ютери, як правило, підтримують одночасну роботу багатьох користувачів.

За двадцять років розвитку персональні комп'ютери перетворилися на потужні високопродуктивні пристрої по обробці самих різних видів інформації, які якісно розширили сферу вживання обчислювальних машин. Сучасні персональні комп'ютери мають практично ті ж характеристики, що і мінікомп'ютери 1980-х років. Потужність мікрокомп'ютера дозволяє його використовувати як сервер для організації роботи багатьох персональних комп'ютерів в мережі.

Персональні комп'ютери випускають в стаціонарному (настольному) і в портативному виконанні. Стаціонарні мікрокомп'ютери в більшості випадків складаються з окремого системного блоку, в якому розміщуються внутрішні пристрої і вузли, а також з окремих зовнішніх пристроїв (монітор, клавіатура, маніпулятор-миша), без яких немислиме використання сучасних комп'ютерів. При необхідності до системного блоку мікрокомп'ютера можуть під'єднуватися додаткові зовнішні пристрої (принтер, сканер, акустичні системи, джойстик).

Портативні персональні комп'ютери відомі перш за все в блокнотному (ноутбук) виконанні. У ноутбуку всі зовнішні і внутрішні пристрої розміщенні в одному корпусі. Так само як і до стаціонарного мікрокомп'ютера, до ноутбука можуть бути приєднані додаткові зовнішні пристрої.

Розрізняють також IBM РС-сумісні мікрокомп'ютери (читається Ай-Би-Эм Пі-Сі) і IBM РС-несумісні мікрокомп'ютери. В кінці 1990-х років IBM РС-сумісні мікрокомп'ютери складали більше дев'яноста відсотків світового комп'ютерного парку. IBM РС був створений американською фірмою Ай-Би-Эм (IBM) в серпні 1981; при його створенні був застосований принцип відкритої архітектури, який означає викоритсання в конструкції комп'ютера готових блоків і пристроїв, а також стандартизацію способів з'єднання комп'ютерних пристроїв.

Принцип відкритої архітектури сприяв широкому поширенню IBM РС-сумісних мікрокомп'ютерів-клонів. Їх зборкою зайнялася безліч фірм, які в умовах вільної конкуренції змогли понизити у декілька разів ціну на мікрокомп'ютери, енергійно упроваджували у виробництво новітні технічні досягнення. Користувачі, у свою чергу, дістали можливість самостійно модернізувати свої мікрокомп'ютери і оснащувати їх додатковими пристроями сотень виробників.

Єдиний з IBM РС-несумісних мікрокомп'ютерів, такий, що отримав відносне широке поширення, — комп'ютер Макінтош (Macintosh). Починаючи з 1980-х років мікрокомп'ютери Макінтош американської фірми Епл (Apple) складали гідну конкуренцію IBM РС-сумісним мікрокомп'ютерам, оскільки, не дивлячись на свою дорожнечу, вони забезпечували користувачеві наочний графічний інтерфейс, були значно простіше в експлуатації і володіли великими можливостями. Починаючи з 1990-х років різниця між можливостями Макінтошів і IBM РС усе більш нівелюється. Останні були оснащені операційними системами з графічним інтерфейсом (Windows, OS/2), багаточисельними розрахованими на них прикладними програмами. В даний час Макінтоші утримують позиції, що лідерують, лише на ринку настільних видавничих систем.

У другій половині 1990-х років у зв'язку з бурхливим розвитком глобальних комп'ютерних мереж з'являється новий тип персонального комп'ютера — мережевий комп'ютер, який призначений лише для роботи в комп'ютерній мережі. Мережевому комп'ютеру не потрібні власна дискова пам'ять, дисководи. Операційну систему, програми і інформацію він черпатиме в мережі. Передбачається, що мережеві комп'ютери будуть значно дешевші за настільні персональні комп'ютери і поступово замінять їх у фірмах, що працюють із спеціалізованими застосуваннями (телефонний зв'язок, бронювання квитків), і в освітніх установах.

Окремим видом мікрокомп'ютера вважаються кишенькові комп'ютери (електронні органайзери, або палмтопи), невеликі пристрої вагою до 500 грамів і що уміщаються на гроні однієї руки. Більшість палмтопів не були IBM РС-сумісні мікрокомп'ютерами. Лише в кінці 1990-х років з'явилися кишенькові комп'ютери з операційними системами, що дозволяють вести обмін інформацією з іншими типами комп'ютерів, підключати палмтопи до глобальних комп'ютерних мереж. У кишенькових комп'ютерах немає ні жорсткого диска, ні дисководів. Деякі з них мають мініатюрну клавіатуру, але є моделі і без клавіатури — управління їх роботою здійснюється натисненнями або малюванням спеціальним пером прямо по екрану. Найбільш поширені кишенькові комп'ютери фірм Епл (Apple), Хьюлетт-паккард(Hewlett-Packard), Соні (Sony), Псион (Psion).

Робочі станції розвинулися з молодших моделей мінікомп'ютерів як перехідний вигляд між мікрокомп'ютером і мінікомп'ютером. Зовні вони не відрізнялися від стаціонарних мікрокомп'ютерів і з часом різниця між ними нівелювалася. У 1980-і роки до робочих станцій під'єднувалися термінали — окремі робочі місця з клавіатурами і моніторами. Термінали дозволяли використовувати робочі станції декільком користувачам.

Пізніше на робочих станціях почав працювати один користувач, і вони почали відрізнятися від персональних мікрокомп'ютерів лише більшою потужністю. В даний час робочими станціями називають офісні персональні мікрокомп'ютери, використовувані для інтенсивних обчислень. Звичайно це робота з професійними науковими і інженерними прикладними програмами, розробка програмного забезпечення. Існують спеціалізовані графічні робочі станції для роботи з тривимірною графікою.

Мінікомп'ютери займають проміжне положення між великими обчислювальними машинами і мікрокомп'ютерами. В більшості випадків в мінікомп'ютерах використовується архітектура RISC і UNIX і вони грають роль серверів, до яких підключаються десятки і сотні терміналів або мікрокомп'ютерів. Мінікомп'ютери використовуються в крупних фірмах, державних і наукових установах, учбових закладах, комп'ютерних центрах для вирішення завдань, з якими не здатні впоратися мікрокомп'ютери, і для централізованого зберігання і переробки великих об'ємів інформації. Основними виробниками мінікомп'ютерів є фірми Ай-ті-енд-ті (AT&T), Інтел (Intel), Хьюлетт-паккард (Hewlett-Packard), Digital Equipment.

Мейнфрейми — це універсальні, великі комп'ютери спільного призначення. Вони займали пануючі позиції на комп'ютерному ринку до 1980-х років. Спочатку мейнфрейми були призначені для обробки величезних об'ємів інформації. Найбільш крупний виробник мейнфреймів — фірма Ай-Би-Эм (IBM). Мейнфрейми відрізняються винятковою надійністю, високою швидкодією, з дуже великою пропускною здатністю пристроїв введення і виведення інформації. До них можуть під'єднуватися тисячі терміналів або мікрокомп'ютерів користувачів. Мейнфрейми використовуються найбільшими корпораціями, урядовими установами, банками.

З розквітом мікрокомп'ютерів і мінікомп'ютерних систем значення мейнфреймів скоротилося. Проте компанія Ай-Би-Эм (IBM) перейшла до виробництва комп'ютерів на новій концептуальній архітектурі ESA/390, яка дозволяє використовувати мейнфрейми як центру неоднорідного обчислювального комплексу.

Вартість мейнфреймів відносно висока: один комп'ютер з пакетом прикладних програм оцінюється мінімум в мільйон доларів. Не дивлячись на це, вони активно використовуються у фінансовій сфері і оборонному комплексі, де займають від 20 до 30 відсотків комп'ютерного парку, оскільки використання мейнфреймів для централізованого зберігання і обробки досить великого об'єму інформації обходиться дешевшим, ніж обслуговування розподілених систем обробки даних, що складаються з сотень і тисяч персональних комп'ютерів.

Суперкомп'ютери необхідні для роботи з додатками, що вимагають продуктивності як мінімум в сотні мільярдів операцій з плаваючою крапкою в секунду. Настільки величезні об'єми обчислень потрібні для вирішення завдань в аеродинаміці, метеорології, фізиці високих енергій, геофізиці. Суперкомп'ютери знайшли своє вживання і у фінансовій сфері при обробці великих об'ємів операцій на біржах. Їх відрізняє висока вартість — від п'ятнадцяти мільйонів доларів, тому рішення про покупку таких машин нерідко приймається на державному рівні, розвинена система торгівлі уживаними суперкомп'ютерами.