Komputer to jeden z najzdolniejszych wynalazków ludzkości. Dzięki technologii komputerowej ludzie mogli przechowywać i przetwarzać ogromne ilości danych, przyspieszać tempo życia, wykonywać obliczenia, robić zakupy online i osiągnąć niespotykaną produktywność. Aby właściwie dobrać i obsługiwać urządzenie, musisz znać metody klasyfikacji komputerów.
Gradacja światowej komputeryzacji
Komputer można zdefiniować jako dowolne urządzenie elektroniczne, które odbiera i odbiera dane, przechowuje je i przetwarza w zrozumiałe informacje, zrozumiałe dla użytkownika. Ta definicja obejmuje dziś wiele przydatnych i niezbędnych urządzeń, takich jak zegarki, kalkulatory, telewizory, termometry, laptopy, telefony komórkowe i wiele innych.
Wszyscy otrzymują dane i wykonują operacje z niezbędnymi informacjami. Komputer to tylko ogólne określenie systemu składającego się z wielu urządzeń. Komputery z dawnych czasów były wielkości pomieszczenia i zużywały ogromne ilości energii elektrycznej. Dzisiaj postęp naukowy i technologiczny zmniejszył rozmiary maszyn, zmniejszając je do rozmiarówwczesne godziny. I to nie jest limit.
Obecnie komputery są klasyfikowane:
- według wieku;
- pod względem mocy i rozmiaru;
- według celu lub funkcjonalności;
- według liczby mikroprocesorów;
- przez liczbę binarną "BIT";
- według obszaru zastosowania;
- według liczby użytkowników;
- zgodnie ze schematami przetwarzania danych;
- dla sprzętu i oprogramowania;
- w zależności od wielkości pamięci komputera.
Pięć generacji komputerów
Urządzenia są pogrupowane według generacji według wieku. Należą do nich samochody pierwszej, drugiej, trzeciej, czwartej i piątej generacji.
Pięć generacji komputerów różni się mechanizmami przetwarzania informacji:
- Pierwszy znajduje się w lampach próżniowych.
- Drugi - w tranzystorach.
- Po trzecie - w układach scalonych.
- Czwarty - w układach mikroprocesorowych.
- Piąty to inteligentne urządzenia obsługujące sztuczną inteligencję.
Komputery pierwszej generacji. To generacja maszyn, które powstały w latach 1946-1957. Urządzenia te miały następujące cechy:
- Rury próżniowe do podłączenia.
- Bębny magnetyczne jako pamięć do przetwarzania danych.
- Niski system operacyjny.
- Zajmował dużo miejsca do instalacji, czasem całe pomieszczenie.
- Zużywa dużo energii, jednocześnie uwalniając ogromną ilość energii do środowiska, co może prowadzić doniszczenie maszyn.
Komputery drugiej generacji istniały w latach 1958-1964. Posiadały następujące cechy:
- Wykorzystane tranzystory.
- Mniej zewnętrznej liczby maszyn w porównaniu z komputerami pierwszej generacji.
- Zużywa mniej energii.
- System operacyjny był szybszy.
W tej generacji języki programowania, takie jak Cobol i Fortran, zostały opracowane i używane w kartach perforowanych do wprowadzania i drukowania danych.
Komputery trzeciej generacji istniały w latach 1965-1971.
Cechy:
- Używane układy scalone (IC).
- Były mniejsze dzięki zastosowaniu żetonów.
- Miałem dużą pamięć do przetwarzania danych.
- Prędkość przetwarzania była znacznie większa.
- Technologia zastosowana w tych komputerach to technologia SSI (Small Scale Integration).
Technologia integracji dużej skali LSI
Komputery czwartej generacji były produkowane od 1972 do lat 90. XX wieku. Wykorzystali technologię integracji na dużą skalę (LSI):
- Duży rozmiar pamięci.
- Wysoka prędkość przetwarzania.
- Mały rozmiar i cena.
- Wyprodukowano z klawiaturą, która dobrze współpracowała z systemem przetwarzania danych.
Na tym etapie nastąpiła szybka ewolucja Internetu.
Inne poczynione postępy obejmowały wprowadzenie graficznego interfejsu użytkownika (GUI) i myszy. Oprócz GUI tego rodzaju komputer wykorzystuje takieinterfejsy użytkownika:
- język naturalny;
- Pytania i odpowiedzi;
- wiersz poleceń (CLI);
- wypełnianie formularzy.
Stworzenie czwartego komputera zostało zainicjowane przez mikroprocesor Intel C4004 po tym, jak producenci zaczęli integrować te mikrochipy z nowymi projektami.
W 1981 roku firma International Business Machine wprowadziła swój pierwszy komputer domowy, znany jako IBM PC.
Różnica funkcjonalna między komputerami
Klasyfikacja komputerów według przeznaczenia lub funkcjonalności jest podzielona na maszyny ogólnego przeznaczenia i maszyny specjalnego przeznaczenia. Pierwsza z nich rozwiązuje wiele problemów. Mówi się, że są wielozadaniowe, ponieważ wykonują szeroki zakres zadań. Przykładami komputerów ogólnego przeznaczenia są komputery stacjonarne i laptopy.
Komputery specjalnego przeznaczenia rozwiązują tylko określone problemy. Są przeznaczone do wykonywania wyłącznie określonych zadań. Przykładami komputerów specjalnego przeznaczenia mogą być kalkulatory i licznik pieniędzy.
Schematy przetwarzania danych
Klasyfikacja komputerów według przetwarzania danych. W zależności od schematów przetwarzania danych urządzenia dzielą się na analogowe, cyfrowe lub hybrydowe.
Komputery analogowe działają na zasadzie pomiaru, w którym pomiary są przekształcane na dane. Współczesne urządzenia analogowe zazwyczaj wykorzystują parametry elektryczne, takie jak napięcia, rezystancje lub prądy, do reprezentowania przetwarzanych wielkości. Takie komputerynie są bezpośrednio związane z liczbami. Mierzą ciągłe wielkości fizyczne.
Komputery cyfrowe to te, które pracują z informacjami, numerycznymi lub innymi, przedstawionymi w formie cyfrowej. Takie urządzenia przetwarzają dane w wartościach cyfrowych (w 0s i 1s) i dają wyniki z większą dokładnością i szybkością.
Urządzenia hybrydowe obejmują funkcję pomiarową komputera analogowego i funkcję zliczania urządzenia cyfrowego. Maszyny te wykorzystują komponenty analogowe do celów obliczeniowych i cyfrowe urządzenia pamięci masowej do przechowywania.
Klasyfikacja komputerów według mocy i rozmiaru
Komputery są dostępne w różnych rozmiarach i ze względu na te różnice wykonują różnorodne zadania z różnymi pojemnościami.
Klasyfikacja pamięci komputera według typu:
- Mikrokomputery.
- Minikomputery.
- Superkomputery.
- Mainframe.
- Komputery mobilne.
Mikrokomputery. Są mniejsze i tańsze od mainframe'ów i superkomputerów, ale też mniej wydajne. Na przykład komputery osobiste (PC) i urządzenia stacjonarne.
Minikomputery. Są to komputery średniej wielkości, które kosztują mniej niż komputery mainframe i superkomputery. Na przykład maszyny IBM klasy średniej.
Urządzenia mobilne. Do klasyfikacji komputerów osobistych zalicza się laptopy i netbooki średniej wielkości stawiane na kolanach użytkownika podczas pracy, mniejsze urządzenia podręczne, które można trzymać za ręce -telefony komórkowe, kalkulatory i PDA.
Komputery mainframe. Są to bardzo duże drogie systemy komputerowe. Przetwarzają dane szybciej i są tańsze niż superkomputery.
Superkomputery. Szybsze maszyny są bardzo drogie, ponieważ wykonują wiele obliczeń matematycznych. Służą do przetwarzania bardzo dużych ilości danych.
Najszybszy i najpotężniejszy superkomputer jest bardzo drogi i jest używany do specjalistycznych zastosowań, które wymagają ogromnych obliczeń matematycznych, takich jak prognozowanie pogody. Inne zastosowania superkomputerów obejmują grafikę ruchową, obliczenia dynamiki płynów, badania nad energią jądrową i poszukiwanie ropy naftowej.
Główna różnica między superkomputerem a komputerem typu mainframe polega na tym, że ten pierwszy kieruje całą swoją moc na kilka określonych zadań, podczas gdy komputery typu mainframe wykorzystują swoją moc do uruchamiania wielu programów jednocześnie. Komputer typu mainframe jest bardzo duży i drogi, może jednocześnie obsługiwać setki, a nawet tysiące użytkowników.
W hierarchii, która zaczyna się od prostego mikroprocesora, np. zegarki na dole i superkomputery na górze listy, komputery mainframe znajdują się tuż pod superkomputerami. W pewnym sensie komputery mainframe są bardziej wydajne niż superkomputery, ponieważ obsługują wielu jednoczesnych użytkowników, ale superkomputery mogąuruchom jeden program szybciej niż komputery mainframe.
Mikrokomputer to najmniejszy system przetwarzania ogólnego przeznaczenia. Starszy komputer PC wprowadził 8-bitowy procesor o pojemności 3,7 MB, a obecny 64-bitowy procesor o 4,66 GB.
Takie urządzenia można podzielić na dwa typy:
- Urządzenia biurkowe.
- Przenośne mechanizmy.
Różnica polega na tym, że przenośne opcje mogą być używane podczas podróży, podczas gdy komputery stacjonarne nie mogą być przenośne.
Organizacja według liczby mikroprocesorów
Na podstawie liczby mikroprocesorów komputery można podzielić na:
- Sekwencyjny.
- Równolegle.
Komputery szeregowe - każde zadanie wykonywane na takich urządzeniach jest wykonywane wyłącznie przez mikrokomputer. Większość z tych urządzeń to komputery sekwencyjne, w których każde zadanie wykonuje sekwencyjną instrukcję od początku do końca.
Komputery równoległe są stosunkowo szybkie. Nowe typy maszyn, które wykorzystują dużą liczbę procesorów. Procesory wykonują różne zadania niezależnie i jednocześnie zwiększają szybkość złożonych programów. Komputery równoległe osiągają prędkość superkomputerów przy znacznie niższych kosztach.
Rozdzielenie bitów
To jest klasyfikacja komputerów oparta na długości słowa. Cyfra binarna nazywa się BIT. Słowo to grupa bitów, która jest ustalonado komputera. Liczba bitów w słowie (lub długość słowa) określa reprezentację wszystkich znaków w tych bitach. Długość słów waha się od 16 do 64 bitów na większości nowoczesnych komputerów.
Cyfra lub bit binarny to najmniejsza jednostka informacji w komputerze. Służy do przechowywania informacji i jest ustawiana na prawda/fałsz lub włącz/wyłącz. Pojedynczy bit ma wartość 0 lub 1, która jest zwykle używana do przechowywania danych i implementowania instrukcji w grupach bajtów. Komputer jest często klasyfikowany na podstawie liczby bitów, które może przetwarzać jednocześnie, lub liczby bitów w adresie pamięci.
Wiele systemów używa czterech ośmiobitowych bajtów do utworzenia 32-bitowego słowa. Wartość bitu jest zwykle przechowywana powyżej lub poniżej dedykowanego poziomu ładunku elektrycznego na kondensatorze wewnątrz modułu pamięci. W przypadku urządzeń wykorzystujących logikę dodatnią wartość 1 (prawda lub wysoka) jest napięciem dodatnim względem uziemienia elektrycznego, a wartość 0 (fałsz lub niska) to 0.
Typologia według obszaru zastosowania i użytkowników
Klasyfikacja komputerów we współczesnym świecie zależy od ich zastosowań i celów. Również od tego, ilu użytkowników będzie korzystać z maszyn w swojej pracy. Urządzenia są klasyfikowane według aplikacji:
- Pojazdy specjalnego przeznaczenia.
- Komputery ogólnego przeznaczenia.
Pierwsze są przeznaczone wyłącznie do spełnienia wymagań określonego zadania lub aplikacji. Instrukcje,potrzebne do wykonania określonego zadania są trwale przechowywane w pamięci wewnętrznej, dzięki czemu można wykonać zadanie za pomocą jednego polecenia. Ten komputer nie ma dodatkowych opcji i dlatego jest tańszy.
Komputery ogólnego przeznaczenia zaprojektowano tak, aby spełniały potrzeby wielu różnych aplikacji. Na tych maszynach instrukcje potrzebne do wykonania określonego zadania są na stałe podłączone do pamięci wewnętrznej. Po zakończeniu jednego zadania, instrukcje dla innego zadania można załadować do pamięci wewnętrznej w celu przetworzenia. Ta maszyna ogólnego przeznaczenia może być używana do przygotowywania list płac, zarządzania zapasami, raportów sprzedaży itp.
Klasyfikacja komputerów osobistych w zależności od liczby użytkowników:
- Tryb pojedynczego użytkownika - tylko jeden użytkownik może korzystać z zasobu w dowolnym momencie.
- Tryb wielu użytkowników - współużytkowanie jednego komputera przez kilku użytkowników w dowolnym momencie.
Sieć komputerowa - kilka połączonych ze sobą autonomicznych maszyn używanych przez wielu użytkowników w dowolnym momencie.
Specyfikacja oprogramowania sprzętowego
Sprzęt to fizyczne elementy składające się na system komputerowy. Klasyfikacja oprogramowania komputerów osobistych dzieli oprogramowanie i powiązane dane dotyczące sprzętu komputerowego.
Sprzęt i oprogramowanie łączą się w symbiozie, co oznacza, że bez oprogramowania komputerowegobardzo ograniczone i bez sprzętu oprogramowanie w ogóle nie będzie działać. Potrzebują siebie nawzajem, aby wykorzystać swój potencjał.
Klasyfikacja oprogramowania komputerowego:
- System operacyjny to oprogramowanie, które pozwala użytkownikowi kontrolować sprzęt bez zagłębiania się w jego złożoność.
- Programy użytkowe - wykonują określone zadania związane z zarządzaniem sprzętem. Klasyfikacja oprogramowania komputerowego według tego typu obejmuje programy do kompresji, programy formatujące, defragmentatory i inne narzędzia do zarządzania dyskami.
- Programy biblioteczne to skompilowane biblioteki powszechnie używanych procedur. W systemie Windows zwykle mają rozszerzenie pliku DLL i są często określane jako biblioteki wykonawcze.
- Tłumacze - niezależnie od języka lub typu języka używanego przez użytkownika do pisania programów, muszą być w kodzie maszynowym, aby mogły zostać rozpoznane i wykonane przez komputer.
- Oprogramowanie jest zwykle używane do zadań, które mają połączenie ze światem zewnętrznym urządzenia.
Klasyfikacja urządzeń komputerowych kategoryzuje komputery według typów sprzętu, takiego jak dysk twardy, który jest fizycznie podłączony do komputera lub wszystko, czego można fizycznie dotknąć. Płyta CD, monitor, drukarka i karta graficzna to przykłady sprzętu komputerowego. Bez sprzętu komputer nie będzie działał, a oprogramowanie nie będzie działać.
Sprzęt i oprogramowanieoprogramowanie współdziała ze sobą: oprogramowanie mówi sprzętowi, jakie zadania ma wykonać.
Klasyfikacja udostępniania komputerów według typu urządzenia:
- urządzenia wejściowe;
- przechowywanie;
- przetwarzanie;
- zarządzanie;
- out.
Charakterystyka pamięci komputera
Pamięć komputera jest jak ludzki mózg, który służy do przechowywania danych i instrukcji. Pamięć komputera jest podzielona na bardzo małe komórki. Każda z tych ostatnich ma unikalną lokalizację, każda lokalizacja ma stały adres w zakresie od 0 do 65535.
Komputery używają głównie trzech typów pamięci:
- Pamięć podręczna to szybka pamięć, która przyspiesza działanie procesora. Pełni rolę bufora między procesorem a pamięcią główną. Regularnie używane pliki danych i programów, które są używane przez procesor, są przechowywane w pamięci podręcznej. CPU może uzyskać dostęp do danych w razie potrzeby. Po uruchomieniu system operacyjny przenosi niektóre ważne pliki i dane z dysku do pamięci podręcznej, skąd procesor może łatwo uzyskać do nich dostęp.
- Pamięć podstawowa (pamięć główna). Pamięć podstawowa zawiera wszystkie pliki i dane lub instrukcje, na których działa komputer. Gdy komputer jest wyłączony, dane przechowywane w pamięci podstawowej są tracone na zawsze. Pojemność tego zasobu jest ograniczona. Urządzenie półprzewodnikowe jest używane w pamięci podstawowej, która jest wolniejsza niż rejestr. Dwie podkategorie głównegopamięć - RAM i ROM.
- Pamięć dodatkowa. Znamy to jako zewnętrzne. Jest wolniejszy niż pamięć główna. Zasób służy do trwałego przechowywania danych i informacji. Procesor uzyskuje dostęp do danych pamięci dodatkowej za pośrednictwem niektórych procedur we/wy. Zawartość drugorzędnych komórek pamięci jest najpierw przesyłana do pamięci głównej, a następnie procesor ma do niej dostęp. Przykład dodatkowej pamięci: DVD, płyta, CD-ROM itp.
Po przeczytaniu tych informacji, użytkownik będzie mógł łatwo odpowiedzieć na pytanie w celu sklasyfikowania komputerów.
5. generacja komputerów: teraźniejszość i przyszłość
Komputery piątej generacji zbudowane są na postępie technologicznym uzyskanym w poprzednich generacjach urządzeń. Ich wdrożenie ma na celu usprawnienie interakcji między ludźmi a maszynami dzięki wykorzystaniu ludzkiej inteligencji i baz danych gromadzonych od początku ery cyfrowej. Wiele z tych projektów jest już realizowanych, podczas gdy inne są wciąż w fazie rozwoju.
Klasyfikacja nowoczesnych komputerów dla urządzeń piątej generacji to system, który ma początek, ale nie ma końca, ponieważ urządzenia z tej grupy są wciąż w fazie rozwoju i wynalazków. Ich rozwój rozpoczął się w latach 90. i trwa do dziś. Wykorzystują technologię na dużą skalę integracji (VLSI).
Pionierami w akceleracji AI są Google, Amazon, Microsoft, Apple, Facebook i Tesla. Pierwsze wyniki są już widoczne na smarturządzenia domowe, które są przeznaczone do automatyzacji i integracji czynności w systemie podtrzymywania życia w domu.
