Современные персональные компьютеры. Трактовка термина «персональный компьютер». История развития ЭВМ

История развития ЭВМ

Рождение ЭВМ

История развития компьютера тесным образом связана с попытками облегчить и автоматизировать большие объемы вычислений. Даже простые арифметические операции с большими числами затруднительны для человеческого мозга. Человек во все времена своего существования нуждался в инструментах для счета. В первобытные времена таким инструментом у человека была его собственная рука. “Пальцевый” счет использовался человеком и на более высоких ступенях развития цивилизации: в Древней Греции и в Древнем Риме.

Затем человек стал использовать для счета самые примитивные устройства:

Сначала это были деревянные палочки с зарубками, веревки с узлами. Первые упоминания об этом относятся к 1350г. до н.э., существующий уже в то время пергамент был очень дорог, а бумаги еще не было.

Острая необходимость в более совершенном инструменте для записи и счета привела к появлению абака (этот инструмент похож на русские счеты). По дошедшим до нас свидетельствам: египтяне использовали его уже в Vв. до н.э.

В ХVII в. были изобретены логарифмы и впоследствии создана логарифмическая линейка. Логарифмические линейки использовались несколькими поколениями инженеров и других профессионалов, вплоть до появления карманных калькуляторов. Инженеры программы «Аполлон» отправили человека на Луну, выполнив на логарифмических линейках все вычисления, многие из которых требовали точности в 3-4 знака.

В 1623 г. Вильгельм Шиккард придумал первый механический калькулятор, умевший выполнять четыре арифметических действия.

- В 1642 году Блез Паскаль сконструировал восьмиразрядный суммирующий механизм.

Два столетия спустя в 1820 году француз Шарль де Кольмар создал арифмометр, способный производить умножение и деление. Они могли запоминать числа, выполнять элементарные арифметические операции и в действие приводились человеческой рукой.

Примерно в 1820 году Charles Xavier Thomas создал первый удачный, серийно выпускаемый механический калькулятор - Арифмометр Томаса, который мог складывать, вычитать, умножать и делить. В основном, он был основан на работе Лейбница. Механические калькуляторы, считающие десятичные числа, использовались до 1970-х.

- Готфрид Вильгельм Лейбниц также описал двоичную систему счисления, центральный ингредиент всех современных компьютеров. Однако вплоть до 1940-х, многие последующие разработки (включая машины Чарльза Бэббиджа и даже ЭНИАК 1945 года) были основаны на более сложной в реализации десятичной системе.

Особую роль в развитии вычислительной техники сыграли работы выдаю щегося английского ученого-математика Чарльза Бэббиджа . В начале XIX в. в 1833 году он предложил идею создания разностной машины, которая предназначалась для вычисления значений многочленов без вмешательства человека в процесс счета, т.е. машина должна была считать автоматически . И такая машина им была создана. Но Бэббидж мечтал об универсальной машине, на которой можно было бы решать произвольные вычислительные задачи. Всю жизнь посвятил Бэббидж разработке такой машины, которую сам он назвал “аналитической”. Он составил подробную схему машины, выполнил огромное количество чертежей отдельных узлов, воплотил в металле некоторые ее части, разработал проект для выполнения научных и технических расчетов, где предугадал основные устройства современного компьютера, а также его задачи. Управление такой машиной должно было осуществляться программным путем. Для ввода и вывода данных Бэббидж предлагал использовать перфокарты - листы из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий. Идеи Бэббиджа намного опередили свое время, они стали реально воплощаться в жизнь в конце 19 века. Ада Лавлейс, дочь лорда Байрона, перевела и дополнила комментариями труд ученого «Sketch of the Analytical Engine» . Её имя часто ассоциируют с именем Бэббиджа. Утверждается также, что она является первым программистом, хотя это утверждение и значение её вклада многими оспаривается.

- в 1896 году Герман Холлерит основал фирму Computing Tabulating Recording Company, которая стала основой для будущей Интернэшнл Бизнес Мэшинс (International Business Machines Corporation, IBM) - компании, внесшей гигантский вклад в развитие мировой компьютерной техники.

Дальнейшее развитие науки и техники позволило в 1940-х годах построить первые вычислительные машины. В феврале 1944 года на одном из предприятий (IBM) в сотрудничестве с учеными Гарвардского университета по заказу ВМС США была создана машина "Mark 1". Это был монстр весом около 35 тонн. В "Mark 1" использовались механические элементы для представления чисел и электромеханические - для управления работой машины.

Наконец, в 1946 в США была создана первая электронная вычислительная машина (ЭВМ) – ENIAC (при университете в Пенсильвании). Разработчики: Джон Маучли и Дж. Преспер Эккерт.

Занимаемое пространство - около 300 кв. м.

В Советском Союзе первая электронная цифровая вычислительная машина была разработана в 1950 году под руководством академика С. А. Лебедева в Академии наук Украинской ССР. Она называлась «МЭСМ» (малая электронная счётная машина).

Основоположниками компьютерной науки по праву считаются: Клод Шеннон - создатель теории информации. В 1937 году Клод Шеннон показал, что существует соответствие один-к-одному между концепциями булевой логики и некоторыми электронными схемами, которые получили название «логические вентили» , которые в настоящее время повсеместно используются в цифровых компьютерах. Работая в МТИ, в своёй основной работе он продемонстрировал, что электронные связи и переключатели могут представлять выражение булевой алгебры. Так своей работой A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits он создал основу для практического проектирования цифровых схем,

Алан Тьюринг - математик, разработавший теорию программ и алгоритмов, Джон фон Нейман - автор конструкции вычислительных устройств, которая до сих пор лежит в основе большинства компьютеров. В те же годы возникла еще одна новая наука, связанная с информатикой, - кибернетика: наука об управлении. Основателем кибернетики является американский математик Норберт Винер . Одно время слово "кибернетика" использовалось для обозначения вообще всей компьютерной науки, а в особенности тех ее направлений, которые в 60-е годы считались самыми перспективными: искусственного интеллекта и робототехники. Вот почему в научно-фантастических произведениях роботов нередко называют "киберами". А в 90-е годы это слово опять всплыло для обозначения новых понятий, связанных с глобальными компьютерными сетями - появились такие неологизмы, как "киберпространство", "кибермагазины" и даже "киберсекс".

Американский ENIAC, который часто называют первым электронным компьютером общего назначения, публично доказал применимость электроники для масштабных вычислений. Это стало ключевым моментом в разработке вычислительных машин, прежде всего из-за огромного прироста в скорости вычислений, но также и по причине появившихся возможностей для миниатюризации. Созданная машина была в 1000 раз быстрее, чем все другие машины того времени. Разработка «ЭНИАК» продлилась с 1943 до 1945 года.

Переработав идеи Эккерта и Маучли, а также, оценив ограничения «ЭНИАК», Джон фон Нейман написал широко цитируемый отчёт, описывающий проект компьютера (EDVAC), в котором и программа, и данные хранятся в единой универсальной памяти. Принципы построения этой машины стали известны под названием «архитектура фон Неймана» и послужили основой для разработки первых по-настоящему гибких, универсальных цифровых компьютеров.

Первое поколение ЭВМ

Развитие ЭВМ делится на несколько периодов. Поколения ЭВМ каждого периода отличаются друг от друга элементной базой и математическим обеспечением.

Первое поколение (1945-1954) - ЭВМ на электронных лампах . Это эпоха становления вычислительной техники. Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и строились с целью проверки тех или иных теоретических положений. Вес и размеры этих машин нередко требовали для себя отдельных зданий. Ввод чисел в первые машины производился с помощью перфокарт, а программное управление последовательностью выполнения операций осуществлялось, например в ENIAC, как в счетно-аналитических машинах, с помощью штеккеров и наборных полей.

Программное обеспечение компьютеров 1-го поколения состояло в основном из стандартных подпрограмм.

Машины этого поколения: « ENIAC », «МЭСМ», «БЭСМ», «IBM -701», «Стрела», «Минск-1», «Минск-12», и др. Эти машины занимали большую площадь, использовали много электроэнергии и состояли из очень большого числа электронных ламп. Их быстродействие не превышало 2-3 тыс. операций в секунду, оперативная память не превышала 2 Кб.

Второе поколение ЭВМ

Следующим крупным шагом в истории компьютерной техники, стало изобретение транзистора. Транзисторы стали заменой хрупким и энергоёмким лампам. О компьютерах на транзисторах обычно говорят как о «втором поколении», которое доминировало во второй половине 50-х г. и начале 60-х г. (1955-1965г.г.). Благодаря транзисторам и печатным платам, было достигнуто значительное уменьшение размеров (занимаемая площадь 20 кв. м) и объёмов потребляемой энергии, а также повышение надёжности. Применение полупроводников в электронных схемах ЭВМ привели к увеличению производительности до 30 тыс. операций в секунду, и оперативной памяти до 32 Кб. Однако компьютеры второго поколения по-прежнему были довольно дороги и поэтому использовались только университетами, правительствами, крупными корпорациями.

Второе отличие этих машин - это то, что появилась возможность программирования на алгоритмических языках. Были разработаны первые языки высокого уровня - Фортран, Алгол, Кобол.

Машины этого поколения: «РАЗДАН-2», «IВМ-7090», «Минск-22,-32», «БЭСМ-3,-4», «М-220, -222» и др.

На втором поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой. Соответственно расширялась и сфера применения компьютеров. Теперь уже не только ученые могли рассчитывать на доступ к вычислительной технике; компьютеры нашли применение в планировании и управлении, а некоторые крупные фирмы даже компьютеризовали свою бухгалтерию.

4. Третье поколение ЭВМ. Бурный рост использования компьютеров начался с т. н. «3-им поколением» вычислительных машин. Начало этому положило изобретение интегральных схем, которые независимо друг от друга изобрели лауреат Нобелевской премии Джек Килби и Роберт Нойс. Позже это привело к изобретению микропроцессора Тэдом Хоффом (компания Intel).

В течение 1960-х наблюдалось определённое перекрытие технологий 2-го и 3-го поколений.

Разработка в эти годы интегральных схем - целых устройств и узлов из десятков и сотен транзисторов, выполненных на одном кристалле полупроводника (то, что сейчас называют микросхемами) и привело к созданию ЭВМ 3-го поколения. В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по сей день используется в персональных компьютерах в качестве оперативной. Применение интегральных схем намного увеличило возможности ЭВМ. Теперь центральный процессор получил возможность параллельно работать и управлять многочисленными периферийными устройствами. ЭВМ могли одновременно обрабатывать несколько программ (принцип мультипрограммирования) . В результате реализации принципа мультипрограммирования появилась возможность работы в режиме разделения времени в диалоговом режиме . Удаленные от ЭВМ пользователи получили возможность, независимо друг от друга, оперативно взаимодействовать с машиной.

В эти годы производство компьютеров приобретает промышленный размах. Пробившаяся в лидеры фирма IBM первой реализовала семейство ЭВМ - серию полностью совместимых друг с другом компьютеров от самых маленьких, размером с небольшой шкаф (меньше тогда еще не делали), до самых мощных и дорогих моделей. Наиболее распространенным в те годы было семейство System/360 фирмы IBM.

Начиная с ЭВМ 3-го поколения, традиционной стала разработка серийных ЭВМ. Хотя машины одной серии сильно отличались друг от друга по возможностям и производительности, они были информационно, программно и аппаратно совместимы. Например, странами СЭВ были выпущены ЭВМ единой серии («ЕС ЭВМ») «ЕС-1022», «ЕС-1030», «ЕС-1033», «ЕС-1046», «ЕС-1061», «ЕС-1066» и др. Производительность этих машин достигала от 500 тыс. до 2 млн. операций в секунду, объём оперативной памяти достигал от 8 Мб до 192 Мб.

К ЭВМ этого поколения также относится «IВМ-370», «Электроника - 100/25», «Электроника - 79», «СМ-3», «СМ-4» и др. Для серий ЭВМ было сильно расширено программное обеспечение (операционные системы, языки программирования высокого уровня, прикладные программы и т.д.).

Невысокое качество электронных комплектующих было слабым местом советских ЭВМ третьего поколения. Отсюда постоянное отставание от западных разработок по быстродействию, весу и габаритам, но, как настаивают разработчики СМ, не по функциональным возможностям. Для того чтобы компенсировать это отставание, разрабатывались спецпроцессоры, позволяющие строить высокопроизводительные системы для частных задач.

Еще в начале 60-х появляются первые миникомпьютеры – небольшие маломощные компьютеры, доступные по цене небольшим фирмам или лабораториям. Миникомпьютеры представляли собой первый шаг на пути к персональным компьютерам, пробные образцы которых были выпущены только в середине 70-х годов. Между тем количество элементов и соединений между ними, умещающихся в одной микросхеме, постоянно росло, и в 70-е годы интегральные схемы содержали уже тысячи транзисторов. Это позволило объединить в единственной маленькой детальке большинство компонентов компьютера – что и сделала в 1971 г. фирма Intel , выпустив первый микропроцессор, который предназначался для только-только появившихся настольных калькуляторов. Этому изобретению суждено было произвести в следующем десятилетии настоящую революцию – ведь микропроцессор является сердцем и душой современного персонального компьютера.

Кроме того рубеж 60-х и 70-х годов считается судьбоносным временем. В 1969 г. зародилась первая глобальная компьютерная сеть - зародыш того, что мы сейчас называем Интернетом. И в том же 1969 году одновременно появились операционная система Unix и язык программирования С ("Си"), оказавшие огромное влияние на программный мир и до сих пор сохраняющие свое передовое положение.

Четвертое поколение ЭВМ

К сожалению, начиная с середины 1970-х годов стройная картина смены поколений нарушается. Все меньше становится принципиальных новаций в компьютерной науке. Прогресс идет в основном по пути развития того, что уже изобретено и придумано, - прежде всего за счет повышения мощности и миниатюризации элементной базы и самих компьютеров.

Обычно считается, что период с 1975 г. принадлежит компьютерам четвертого поколения. Их элементной базой стали большие интегральные схемы (БИС . В одном кристалле интегрированно до 100 тысяч элементов). Быстродействие этих машин составляло десятки млн. операций в секунду, а оперативная память достигла сотен Мб. Появились микропроцессоры (1971 г. фирма Intel), микро-ЭВМ и персональные ЭВМ. Стало возможным коммунальное использование мощности разных машин (соединение машин в единый вычислительный узел и работа с разделением времени).

Однако, есть и другое мнение - многие полагают, что достижения периода 1975-1985 г.г . не настолько велики, чтобы считать его равноправным поколением. Сторонники такой точки зрения называют это десятилетие принадлежащим "третьему-с половиной" поколению компьютеров. И только с 1985г., когда появились супербольшие интегральные схемы (СБИС . В кристалле такой схемы может размещаться до 10 млн. элементов.), следует отсчитывать годы жизни собственно четвертого поколения, здравствующего и по сей день.

1-ое направление - создание суперЭВМ - комплексов многопроцессорных машин. Быстродействие таких машин достигает нескольких миллиардов операций в секунду. Они способны обрабатывать огромные массивы информации. Сюда входят комплексы ILLIAS-4, CRAY, CYBER, «Эльбрус-1», «Эльбрус-2» и др. Многопроцессорные вычислительные комплексы (МВК) "Эльбрус-2" активно использовались в Советском Союзе в областях, требующих большого объема вычислений, прежде всего, в оборонной отрасли. Они также эксплуатировались в Центре управления космическими полетами, в ядерных исследовательских центрах. Наконец, именно комплексы "Эльбрус-2" с 1991 года использовались в системе противоракетной обороны и на других военных объектах.

2-ое направление - дальнейшее развитие на базе БИС и СБИС микро-ЭВМ и персональных ЭВМ (ПЭВМ). Первыми представителями этих машин являются Apple, IBM - PC (XT , AT , PS /2), «Искра», «Электроника», «Мазовия», «Агат», «ЕС-1840», «ЕС-1841» и др.

Начиная с этого поколения ЭВМ стали называть компьютерами.

Благодаря появлению и развитию персональных компьютеров (ПК), вычислительная техника становится по-настоящему массовой и общедоступной. Складывается парадоксальная ситуация: несмотря на то, что персональные и миникомпьютеры по-прежнему во всех отношениях отстают от больших машин, львиная доля новшеств - графический пользовательский интерфейс, новые периферийные устройства, глобальные сети - обязаны своим появлением и развитием именно этой "несерьезной" технике. Большие компьютеры и суперкомпьютеры, конечно же, не вымерли и продолжают развиваться. Но теперь они уже не доминируют на компьютерной арене, как было раньше.

6. ЭВМ пятого поколения - это ЭВМ будущего. Программа разработки, так называемого, пятого поколения ЭВМ была принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта. С помощью языка Пролог и новшеств в конструкции компьютеров планировалось вплотную подойти к решению одной из основных задач этой ветви компьютерной науки - задачи хранения и обработки знаний. Коротко говоря, для компьютеров пятого поколения не пришлось бы писать программ, а достаточно было бы объяснить на "почти естественном" языке, что от них требуется.

Предполагается, что их элементной базой будут служить не СБИС, а созданные на их базе устройства с элементами искусственного интеллекта. Для увеличения памяти и быстродействия будут использоваться достижения оптоэлектроники и биопроцессоры.

Для ЭВМ пятого поколения ставятся совершенно другие задачи, нежели при разработки всех прежних ЭВМ. Если перед разработчиками ЭВМ с I по IV поколений стояли такие задачи, как увеличение производительности в области числовых расчётов, достижение большой ёмкости памяти, то основной задачей разработчиков ЭВМ V поколения является: создание искусственного интеллекта машины (возможность делать логические выводы из представленных фактов), развитие "интеллектуализации" компьютеров, устранение барьера между человеком и компьютером.

К сожалению, японский проект ЭВМ пятого поколения повторил трагическую судьбу ранних исследований в области искусственного интеллекта. Более 50-ти миллиардов йен инвестиций были потрачены впустую, проект прекращен, а разработанные устройства по производительности оказались не выше массовых систем того времени. Однако проведенные в ходе проекта исследования и накопленный опыт по методам представления знаний и параллельного логического вывода сильно помогли прогрессу в области систем искусственного интеллекта в целом.

Уже сейчас компьютеры способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой. Это позволяет общаться с компьютерами всем пользователям, даже тем, кто не имеет специальных знаний в этой области.

Многие успехи, которых достиг искусственный интеллект, используют в промышленности и деловом мире. Экспертные системы и нейронные сети эффективно используются для задач классификации (фильтрация СПАМа, категоризация текста и т.д.). Добросовестно служат человеку генетические алгоритмы (используются, например, для оптимизации портфелей в инвестиционной деятельности), робототехника (промышленность, производство, быт - везде она приложила свою кибернетическую руку), а также многоагентные системы. Не дремлют и другие направления искусственного интеллекта, например распределенное представление знаний и решение задач в Интернете: благодаря им в ближайшие несколько лет можно ждать революции в целом ряде областей человеческой деятельности.

Современные персональные компьютеры

Современные персональные компьютеры (ПК) в соответствии с принятой классификацией надо отнести к ЭВМ четвертого поколения. Но с учетом быстро развивающегося программного обеспечения, многие авторы публикаций относят их к 5-му поколению.

Персональные компьютеры появились на рубеже 70-х годов. Американская фирма Intel разработала первый 4-разрядный микропроцессор (МП) 4004 для калькулятора. В конце 1973 г. Intel разработала однокристальный 8-разрядный МП 8080, рассчитанный для многоцелевых применений. Он был сразу замечен компьютерной промышленностью и быстро стал "стандартным". По стоимости он был доступен даже для любителей. Одни фирмы начали выпускать МП 8080 по лицензиям, другие - предложили его улучшенные варианты. Так, группа инженеров фирмы Intel, образовав собственную фирму Zilog, в 1976 г. выпустила МП Z80, сохраняющий базовую архитектуру 8080. Фирма Motorola разработала собственный 8-разрядный МП М6800, нашедший впоследствии широкое применение.

Стив Возняк (будущий «отец» компьютеров Apple) собрал свой первый компьютер в 1972 году из деталей, забракованных местным производителем полупроводников в городе Беркли, штат Калифорния. В начале 1976 года Стив Возняк, работая в Hewlett-Packard, предложил свой компьютер Apple руководству HP, но не нашел поддержки. В Hewlett-Packard победил другой проект – HP-85, основанный на идее совмещения компьютера и калькулятора. Тогда 1 апреля 1976 года два Стива – Возняк и Джобс – полушутя-полусерьезно зарегистрировали Apple Computer Company. И уже в июле предложили магазинам компьютер Apple-1 по цене $666,66.

Apple-1 стал пользоваться спросом. Его успех был вызван простотой операционной системы. Прежде ПК управлялись через "командную строку", и пользователь, для того чтобы ставить задачи компьютеру, должен был быть хоть немного программистом. Создание же "мышки" и графически удобного интерфейса сделало ПК доступным для "чайников" и во многом определило успех Apple-1.

Фирма IBM обратила внимание на персональные компьютеры, когда рынок "вырос из пеленок". К 1980 году только в США уже было продано более миллиона ПК, и маркетологи предсказывали взрывообразный рост спроса. Свои модели представили десятки компаний. Компьютеры при всей внешней схожести отличались большим разнообразием и были несовместимы друг с другом. Каждый производитель разрабатывал собственную архитектуру ПК. Считалось, что наиболее перспективной архитектурой обладает компьютер PDP-11, разработанный компанией DEC. Технические решения этой компании легли в основу первых отечественных компьютеров «Электроника».

Однако, в конце 1980 года совет директоров IBM принял решение создать "машину, которая нужна людям". Стратегическим партнером в качестве поставщика процессоров была выбрана Intel. Команда разработчиков IBM PC заключила союз и с недоучившимся студентом Гарвардского университета Биллом Гейтсом. На существовавшие тогда ПК ставилась популярная операционная система CP/M, созданная компанией Digital Research, или система UCSD компании Softech. Однако эти операционные системы стоили $450 и $550 соответственно, а Гейтс за свою PC-DOS брал всего лишь $40. IBM сделала выбор в пользу дешевизны.

12 августа 1981 года IBM представила свой ПК, который был спроектирован не хуже, чем изделия тогдашних лидеров рынка – Commodore PET, Atari, Radio Shack и Apple.

IBM пошла на неожиданный шаг. Решив утвердить свою архитектуру в качестве стандарта, она открыла техническую документацию. Теперь каждый производитель ПК мог приобрести лицензию у IBM и собирать подобные компьютеры, а производители микропроцессоров – изготавливать элементы для них. IBM рассчитывала «перетянуть одеяло» на себя, уничтожив стандарты конкурентов. Так и произошло. Сохранить собственную архитектуру смогла только Apple: она нашла свою нишу в сферах графического дизайна и образования. Все остальные производители либо разорились, либо приняли стандарт IBM.

Весной 1983 г. фирма IBM выпускает модель PC XT с жестким диском, а также объявляет о создании нового поколения микропроцессоров - 80286. Новый компьютер IBM PC AT (Advanced Technologies), построенный на основе МП 80286, быстро завоевал весь мир и несколько лет оставался наиболее популярным.

Первые 32-разрядные микропроцессоры появились на мировом рынке в 1983-1984 гг., но их широкое использование в высокопроизводительных ПК началось с 1985 г. после выпуска фирмами Intel и Motorola микропроцессоров 80386 и М68020 соответственно. Эти БИС открыли новое микропроцессорное поколение, реализующее обработку данных на уровне "больших" ЭВМ.

В 1989 г. был начат выпуск более мощного МП 80486 с быстродействием более 50 млн. операций в секунду. В марте 1993 г. фирма Intel продолжает ряд 80х86 выпуском микропроцессора Р5 "Pentium" с 64-разрядной архитектурой. Потом были "Pentium 2", "Pentium 3". Сегодня самым популярным МП является "Pentium 4" с технологией НТ, позволяющей обрабатывать информацию по 2-м параллельным потокам. Т.е. получать как бы два процессора.

Тактовые частоты современных ПК превышают 3 ГГц, объмы ОЗУ до 4 ГБ. Емкость накопителей на жестких дисках выросла до 500 ГБ. Современные технологии позволяют на ПК прослушивать и записывать высокачественные ауди-файлы. Применение DVD приводов обеспечивает просмотр современных фильмов.

Широкое распространение получили сегодня переносные ПК - nootbook, карманные ПК (КПК) и мобильные ПК - смартфоны, объединяющие функции ПК и телефона.

В состав современного ПК входят:

Системный блок

материнская плата, порты, микросхема BIOS, таймер

центральный процессор

видео карта (может быть интегрированна в материнскую плату)

аудиo карта (может быть интегрированна в материнскую плату)

сетевая карта (может быть интегрированна в материнскую плату)

Накопители на жестких и гибких магнитных дисках

Приводы CD- и DVD-ROM

Блок питания

Клавиатура

Манипулятор "мышь"

Звуковые колонки

Принтер, плоттер

Модем или адаптер ADSL

Ну, и конечно же, компьютер нельзя представить без программного обеспечения. Как архитектура IBM PC стала стандартом для аппаратной части ПК, так и продукция фирмы MicroSoft (Билл Гейтс) стала эталоном для программ. Особенно популярны ее операционные системы Windows и офисные приложения MS-Office.

  • Глава 3. Современные тенденции развития мировой экономики
  • ДИСЦИПЛИНА ДНМ.Ф.01 СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАУКИ (ПЕДАГОГИКИ) И ОБРАЗОВАНИЯ
  • Можно смело говорить о том, что современные многокомпонентные противогололедные реагенты при соблюдении нормативов их применения безопасны для домашних животных.
  • Наука управления или количественный подход. Современные подходы к управлению: системный, процессный, ситуационный.

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

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

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

    Применение компьютера

    Первые компьютеры создавались исключительно для вычислений (что отражено в названиях «компьютер» и «ЭВМ»). Даже самые примитивные компьютеры в этой области во много раз превосходят людей (если не считать некоторых уникальных людей-счётчиков). Не случайно первым высокоуровневым языком программирования был Фортран, предназначенный исключительно для выполнения математических расчётов.

    В современном мире невозможно представить себе бухгалтерию или планово-экономический отдел любого предприятия, не оснащенную ПК. Сейчас ПК - это и архивы документов, и легкий поиск документов по различным атрибутам, будь то дата, номер документа и так далее. Компьютеры заняты расчетом заработной платы, налоговых вычетов и тому подобных. Именно на ПК ведется учет любых средств предприятия. Другими словами, персональный компьютер - это «орудие труда» современного бухгалтера или экономиста.

    Вторым крупным применением были базы данных. Прежде всего они были нужны правительствам и банкам. Базы данных требуют уже более сложных компьютеров с развитыми системами ввода-вывода и хранения информации. Для этих целей был разработан язык Кобол. Позже появились СУБД со своими собственными языками программирования.

    Третьим применением было управление всевозможными устройствами. Здесь развитие шло от узкоспециализированных устройств (часто аналоговых) к постепенному внедрению стандартных компьютерных систем, на которых запускаются управляющие программы. Кроме того, всё бомльшая часть техники начинает включать в себя управляющий компьютер.

    Наконец, компьютеры развились настолько, что компьютер стал главным информационным инструментом как в офисе, так и дома. То есть, теперь почти любая работа с информацией осуществляется через компьютер - будь то набор текста или просмотр фильмов. Это относится и к хранению информации, и к её пересылке по каналам связи.

    Современные суперкомпьютеры используются для моделирования сложных физических и биологических процессов. Например, для моделирования ядерных реакций или климатических изменений. Некоторые проекты проводятся при помощи распределённых вычислений, когда большое число относительно слабых компьютеров одновременно работает над небольшими частями общей задачи, формируя таким образом очень мощный компьютер. Наиболее сложным и слаборазвитым применением компьютеров является искусственный интеллект - применение компьютеров для решения таких задач, где нет чётко определённого более или менее простого алгоритма. Примеры таких задач - игры, машинный перевод текста, экспертные системы.

    Компьютер стал неотъемлемой частью жизни многих людей. Но когда-то ПК был экзотикой либо устройством, совершенно недоступным в силу высокой стоимости или секретности технологий. Однако со временем нашлись инициаторы превращения персонального компьютера в массовый девайс. Благодаря кому ПК стал доступным широкому кругу любителей цифровой техники, а также рядовым гражданам, тем, кто, казалось бы, вполне может обходиться без него? Какие компьютеры принято считать первыми в числе подобных решений?

    Критерии первого места

    Активные дискуссии касательно того, кто именно выпустил первый массовый персональный компьютер, не утихают до сих пор. Аргументы в пользу того или иного бренда, который изготовил продукт, ставший широко тиражируемым ПК, приводятся самые разные.

    Специалисты считают ключевым критерием, который способен внести ясность в вопрос, исторические факты, отражающие конкретное время вывода того или иного продукта на массовый рынок. То есть какой компьютер стал раньше других продаваться (впоследствии став массовым) - тот и должен, по этой методологии, считаться первым. Поэтому наша главная задача - исследовать соответствующие исторические данные.

    Первые ПК

    Когда появились, собственно, первые ПК - неважно, массовые или единичные? Касательно данного вопроса дискуссии идут едва ли не более ожесточенные, чем в случае с определением тех компьютеров, которые приобрели безоговорочный статус широко тиражируемых. Разнятся версии, отражающие то, кем был выпущен первый ПК, и даже то, в каком государстве он появился. Так, есть сведения, что в 1968 году инженер из Омска, Арсений Анатольевич Горохов, запатентовал вычислительное устройство, по структуре очень схожее с современными ПК. В нем присутствовали монитор, системный блок с носителем данных, а также электронными компонентами, по функциям соответствующими материнской плате, оперативной памяти и видеокарте. Однако изобретение не пошло в производство.

    Первый ПК от Apple

    Распространена точка зрения, по которой первый полноценный ПК был изобретен все же в США, а именно - стараниями Стива Джобса и Стива Возняка, которые предложили миру инновационную концепцию ПК под брендом Apple в 1976 году.

    Первые компьютеры Apple требовали существенных аппаратных дополнений - корпуса, монитора, клавиатуры. Но по факту оснащения ими могли вполне функционировать. Однако уже в 1977 году на рынок был выведен компьютер Apple II, вполне укомплектованный. Данные устройства, как считают многие IT-специалисты и энтузиасты компьютерной истории, вполне соответствовали статусу массовых. Что это значит? То, что ПК Apple образца 1976 года - это, возможно, и есть первый массовый персональный компьютер. За ним вскоре статус доступного широким кругам пользователей приобрел компьютер Apple II.

    Первый ПК от IBM

    Но в отношении рассматриваемой точки зрения активно приводятся самые разнообразные контраргументы. Среди них можно выделить те, что направлены на оспаривание статуса первенства Apple в аспекте вывода на рынок как такового ПК, полноценно укомплектованного. Так, известно, что в 1975 году - до того как появились устройства от Apple, компания IBM успела выпустить компьютер модели 5100. Он характеризовался наличием отдельного монитора, носителя данных, а также клавиатуры, и потому вполне соответствовал, как полагают энтузиасты компьютерной истории, статусу персонального. Вместе с тем его цена - более 20 тыс. долларов за штуку - несколько десятков американских зарплат, вероятно, не способствовала тому, чтобы это был первый массовый персональный компьютер.

    IBM PC и критерии «массовости»

    В 1981 году компания IBM выпустила на рынок несоизмеримо более доступное, чем модель 5100, но в то же время функциональное, а что особенно важно, обладающее вполне конкурентной концепцией устройство, получившее название IBM PC. Невероятный успех девайса позволил многим специалистам и любителям электроники охарактеризовать именно его как первый массовый персональный компьютер. Какого рода аргументы приводят сторонники подобной оценки?

    Прежде всего, они призывают переосмыслить как таковой критерий «массовости». Безусловно, устройство от Apple исторически опередило многие конкурентные решения в части концепции доступного ПК, предложенного рынку. Однако компьютеры IBM PC стали особенно активно распространяться благодаря открытости: пользователь, купив ПК, мог модифицировать его в аспекте замены самых разных компонентов - процессора, памяти, жестких дисков. Поставщиком мониторов и дополнительных устройств мог быть любой бренд. Компьютеры Apple, в свою очередь, представляли собой закрытую платформу. Аналогично обстояли дела и в программном аспекте. Операционная система персонального компьютера в концепции IBM PC могла быть любой. В свою очередь, на устройства Apple должна была устанавливаться в общем случае фирменная ОС.

    Две концепции

    Таким образом, критерий «массовости» применительно к рынку компьютерной техники может пониматься разными способами. Компьютеры от Apple соответствуют ему в силу того, что с выходом первых устройств от бренда ПК стали доступны по цене широкому кругу пользователей. Говоря о рынке США - любому жителю со средней зарплатой. Компания IBM предложила американскому, а впоследствии и мировому рынку девайсы, которые, не считая ценовой доступности, могли свободно модифицироваться, копироваться на уровне концепции. Программное обеспечение персонального компьютера, соответствующего архитектуре IBM, также могло создаваться любым желающим и умеющим человеком.

    Что ж, ответить на главный вопрос статьи мы можем двумя способами. Если говорить о том, когда и кем был разработан первый массовый персональный компьютер в принципе, то можно вполне назвать компанию Apple и одноименное устройство 1976 года пионерами рынка. Но мы знаем, что есть и иные критерии массовости, как-то открытость для любого разработчика аппаратных компонентов или ПО. Им, в свою очередь, соответствует продукт компании IBM. Таким образом, отвечая на вопрос, когда и кем был разработан первый массовый персональный компьютер, мы скажем - главную роль здесь сыграли фирма IBM и ее продукт IBM PC 1981 года.

    Трактовка термина «персональный компьютер»

    Есть различия в трактовке термина «персональный компьютер» и сопутствующая им разность версий, отражающих первенство того или иного бренда в части вывода ПК на рынок. Каковы точки зрения экспертов на этот счет?

    Некоторые из специалистов обращают внимание на то, что сам по себе термин «персональный компьютер» существовал задолго до того, как появились рассматриваемые девайсы от Apple и IBM. По некоторым данным, впервые он был употреблен в отношении устройства Programma 101, выпущенного итальянской компанией Olivetti - опять же, к вопросу о стране происхождения первых ПК. Исходя из этого факта, первенство какому-либо из американских брендов - Apple или IBM отдавать некорректно.

    Однако есть дискуссии относительно факторов, повлиявших на массовость распространения термина «персональный компьютер». Здесь версии расходятся фактически синхронно распределению мнений по поводу первенства IBM и Apple в аспекте вывода на рынок девайсов, доступных широким кругам пользователей. Сопоставлять их правомерность, вероятно, также не будет корректно.

    Первые массовые компьютеры от Apple: характеристики

    Однако вернемся к истории ПК. Мы определили, что по одной из трактовок термина «массовый» поставщиком первых ПК можно считать компанию Apple. Интересно изучить характеристики девайсов, которые американская корпорация вывела на рынок в 1976 и 1977 году. Первый компьютер Apple был оснащен процессором MOS 6502, который работал на частоте 1 МГц. В ПК было установлено 4 КБ оперативной памяти, которую с помощью дополнительных плат можно было увеличить до 48 КБ. Практически те же характеристики были у Apple II.

    Первые ПК от Apple: возможности

    Что можно было делать на первых ПК от Apple? Может показаться, что процессоры персональных компьютеров соответствующего типа имеют весьма скромный показатель частоты.

    Однако отмеченной производительности было достаточно для разработки программ, а также для игр - фактически первые коммерческие приложения соответствующего типа были, как отмечают некоторые историки и специалисты, написаны именно для Apple II. Компьютерные игры, благодаря ПК от Apple, стали доступны, таким образом, широкому кругу пользователей.

    IBM PC: характеристики

    Характеристики IBM PC, выпущенного в 1981 году, следующие. ПК был оснащен процессором Intel 8088, работающем на частоте 4,77 МГц. На компьютере можно было устанавливать до 640 КБ оперативной памяти. Управлялся ПК операционной системой IBM BASIC или PC-DOS.

    Можно отметить, что в качестве ресурса для хранения данных в IBM PC использовались, главным образом, дискеты с диаметром в 5,25 дюйма. Позже в продаже появились ПК с кассетами. Однако IBM PC вскоре решила вопрос с подключением к компьютеру жесткого диска, выпустив отдельный модуль для него, через который можно было подавать питание. Так пользователи получили возможность подключать к ПК диски объемом порядка 10 МБ.

    Модель IBM PC оказалась настолько удачной, что предложенная американской компанией концепция стала активно копироваться - как любителями, так и крупными бизнесами. Соответствующие решения именовались "IBM PC Compatible", то есть совместимые с изначальной платформой. Данный термин сохранил актуальность до сих пор.

    На основе концепции IBM появились самые разные классы персональных компьютеров - «десктопы», моноблоки, ноутбуки. Многие специалисты считают, что архитектура также и мобильных девайсов, в целом, соответствует данной платформе, так как в них присутствуют процессоры, память, модули обработки видео и хранения данных.

    Безусловно, оба бренда - Apple и IBM, внесли важнейший вклад в развитие компьютерной индустрии. По крайней мере, на мировом рынке ПК какие-либо конкурирующие концепции заметно себя не проявили. Фундаментальность обеих платформ предопределила их влияние, которое прослеживается до сих пор - практически во всех основных сегментах компьютерной техники и цифровых девайсов.

    Преемственность концепций

    Обе концепции - открытая и закрытая, предложенные IBM и Apple, сохраняют, таким образом, актуальность до сих пор. При этом большей массовостью, по мнению специалистов, характеризуется как раз таки платформа от IBM - в силу отмеченной выше открытости.

    На современном рынке компьютерной техники есть термин "IBM PC-совместимый компьютер". Это не значит, что его обязательно выпускает компания IBM. Однако он вполне соответствует концепции, которую она предложила в 1981 году. Безусловно, на рынке появились самые разнообразные виды персональных компьютеров, однако с точки зрения принадлежности к платформе они могут быть так или иначе классифицированы как соответствующие концепции от IBM PC.

    Платформа от Apple сохраняет статус закрытой. Аналогично обстоят дела с другими сегментами рынка, на которых присутствует бренд - в частности, в сфере мобильных гаджетов. Смартфоны и планшеты от Apple - iPhone, iPad характеризуются закрытостью платформы.

    Можно отметить, что их основным конкурентом считается открытая концепция, основанная на использовании операционной системы Android от Google. Таким образом, противостояние открытой и закрытой платформ фактически перенеслось с рынка ПК также и в сегмент мобильной электроники.

    Компьютер в переводе с английского языка (computer) переводится, как «вычислитель». Представляет собой устройство, выполняющее определённую, заранее заданную последовательность операций. Заданная последовательность операций называется программным обеспечением. Компьютеры имеют очень широкий спектр применения. Их используют для любых, сложных вычислений, для накопления, обработки, хранения, приёма и передачи информации, управление станками и механизмами на производстве, для создания графических и видеоизображений с возможностью их обработки и т. п.

    Термин «компьютер»

    Строго говоря, термин «компьютер» очень объёмный, так как принцип его работы может быть основан на использовании самой разной рабочей среды и компонентов. Компьютер может быть электронным, механическим, квантовым, оптическим и т. п., работая за счёт движения фотонов, квантов, механических частей и прочее. Кроме этого, функционально, компьютеры делятся на два типа – электронные и аналоговые (механические).

    Кстати сказать, слово компьютер было впервые введено в 1887 году в оксфордский словарь английского языка. Составители этого учебника понимали слово «компьютер», как механическое устройство для вычислений. Лишь значительно позже, в 1946 году, словарь дополнили терминами, чётко описывающими механический, аналоговый и цифровой компьютер.

    Сегодня понятие компьютер значительно сузилось, так как многие устройства устарели и больше не используются в работе, уменьшив тем самым существующую номенклатуру этих устройств.

    Быстродействие компьютеров

    Быстродействие компьютера напрямую зависит от его вычислительной мощности, то есть скорости выполнения определённых операций за единицу времени. Называется эта величина – «флопс ».

    На практике, скорость сильно зависит от многих дополнительных условий: типа задачи, которая выполняется на компьютере, частого обмена данными между составляющими системы и т. п. Поэтому в качестве этого параметра принимают пиковую скорость вычислений – некое гипотетическое число, которое характеризует максимально возможную скорость выполнения операций.

    Например, к суперкомпьютерам относят устройства, способные выполнять вычисления со скорость более 10 терафлопсов (это десять триллионов флопсов). Для сравнения, средний бытовой, персональный компьютер работает со скоростью приблизительно 0.1 терафлопса.

    Для того чтобы оценить практическое быстродействие компьютерных устройств разработаны специальные тесты (на компьютерном сленге их часто называют «бенчмарки ») в основу которых положены специальные математические вычисления. Производительность персональных компьютеров , оценивают, как правило, с точки зрения всех составляющих его компонентов для получения итоговой, усреднённой оценки его быстродействия.

    Виды современных компьютеров

    Как уже было отмечено выше, в зависимости от своей конструкции, технических параметров, применения, все компьютеры можно условно разделить на несколько типов:

    Электронно-вычислительные машины (ЭВМ)

    По сути, это устройство представляет собой совокупность целого комплекса средств, где все составляющие его элементы выполнены при помощи электронных элементов. Основным назначением такого устройства является выполнение различных расчётов и решение задач вычислительного или информационного плана.

    На сегодняшний день этот термин используется для обозначения конкретной аппаратной реализации устройства и как правовой термин в юридических документах. Кроме этого, это понятие применяют, как для обозначений компьютерной техники, выпускавшейся в 1950–1990 годах, так и для современных больших электронно-вычислительных устройств, чтобы отграничить их от компьютеров персонального типа.

    Персональный компьютер

    Недорогое, универсальное, достаточно компактное устройство, предназначенное для работы на нём одиночного пользователя дома или в офисе и выполнения различных, индивидуальных задач – вычислений, набора текстов, просмотра видео, прослушивания музыки и прочее. Именно благодаря такой универсальности и ценовой доступности, персональные компьютеры и получили такое широкое распространение.

    Наибольшую известность получили компьютеры фирмы Apple и так называемые IBM-совместимые устройства , которые на сегодняшний день занимают львиную долю всего рынка ПК. Широкую популярность IBM обеспечила более низкая цена при почти равных возможностях.

    До последнего времени, эти устройства не имели никакой совместимости между собой – ни аппаратной, ни программной. На сегодняшний день существует специальное программное обеспечение («эмуляторы»), делающее возможным запуск программ (с ограничением) от Apple на IBM-совместимых компьютерах и наоборот.

    Все персональные компьютеры, в свою очередь, можно разделить на несколько типов:

    Настольные ПК .

    В употребление термин был введён в конце 1970-х годов компанией Apple Computer для своего компьютера Apple II и впоследствии перенесён на компьютеры IBM PC . C начала 1980-х годов персональным компьютером стали называть любую машину, имеющую архитектуру IBM PC (см. IBM PC-совместимый компьютер). С появлением таких процессоров, таких, как AMD , Cyrix (ныне VIA), название стало иметь более широкую трактовку. Курьёзным фактом стало противопоставление «персональным компьютерам» вычислительных машин Amiga и Macintosh , долгое время использовавших собственную компьютерную архитектуру .

    Чаще всего под ПК понимают настольные ПК, ноутбуки, планшетные и карманные ПК. Однако персональным может считаться любой полноценный компьютер - даже суперкомпьютер, - используемый в качестве персонального, то есть личного.

    История

    Централизованные вычисления

    До появления первых персональных компьютеров приобретение и эксплуатация компьютеров были очень дорогостоящими, что исключало владение ими частными лицами. Компьютеры можно было найти в больших корпорациях, университетах , исследовательских центрах, государственных (в том числе военных) учреждениях.

    Конструкторы и самодельные компьютеры

    Создание персональных компьютеров стало возможным в 1970-х годах , когда любители стали собирать свои собственные компьютеры иногда лишь для того, чтобы в принципе иметь возможность похвастаться таким необычным предметом. Ранние персональные компьютеры почти не имели практического применения и распространялись очень медленно.

    Родившись в качестве жаргонизма, синонима названия микрокомпьютер , наименование персональный компьютер постепенно меняло своё значение. Так, первое поколение персональных компьютеров можно было приобрести только в виде комплекта деталей, а иногда даже просто обыкновенной инструкции для сборки. Сама сборка, программирование и наладка системы требовали определённого опыта, навыка работы с машинными кодами или языком ассемблера . Чуть позднее, когда подобные устройства стали привычны и начали продаваться готовыми, вместе с некоторым набором адаптированных программ, в обиход вошло название домашний компьютер .

    Amiga и Macintosh

    Windows 95, мультимедийные возможности ПК

    В 1995 году произошло два ключевых события в истории ПК: банкротство корпорации Commodore и появление Microsoft Windows 95 , приблизившей IBM PC-совместимые компьютеры к тем возможностям, которые существовали на Commodore Amiga и Apple Macintosh . Сегодня возможности мультимедиа доступны в каждом доме и на любой аппаратной платформе.

    Один компьютер - один хозяин

    Как правило, единичный персональный компьютер в течение единичного сеанса работы на нём используется только одним пользователем (то есть, например, несколько пользователей (например, в семье) могут пользоваться одним ПК только по очереди, то есть в режиме только разделения компьютерного времени). В соответствии со своим назначением, он обеспечивает работу наиболее часто используемых приложений , таких как текстовые процессоры , веб-браузеры , почтовые программы , мессенджеры , мультимедийные программы , компьютерные игры , графические программы , среды разработки программного обеспечения и т. п. Для упрощения взаимодействия с людьми подобные программы оснащаются удобным графическим интерфейсом .

    Продажи во всём мире

    По данным аналитической компании IDC , в 2005 году мировые поставки персональных компьютеров составили 202,7 млн штук (рост на 15,8 % по сравнению с 2004 годом).

    Отечественные персональные компьютеры

    В качестве дисплея использовался телевизор, воспринимавший низкочастотный видеосигнал, или монитор, а устройством внешней памяти служил бытовой кассетный магнитофон. На экран информация выводилась в двух режимах: в чёрно-белом, 64 символа в строке, и в цветном (4 цвета), 32 символа в строке; всего информационных строк было 25. Максимальная разрешающая способность компьютера составляла 512х256 точек. Звук подавался на встроенный спикер тем же способом, как и данные - на магнитофон.

    Ключевые изменения в архитектуре распространённых персональных компьютеров

    • Внедрение жёсткого диска
    • Появление графического режима
    • Переход с 5,25-дюймовых дискет на 3,5-дюймовые
    • Появление BIOS SETUP
    • Появление стандарта ATA
    • Появление extended memory (более 1 Мб).
    • Появление звуковых карт
    • Переход с 16-битных на 32-битные процессоры .
    • Переход с дискет на USB-носители
    • Появление , DVD и BD-ROM -приводов.
    • Появление USB
    • Появление перезаписываемой BIOS
    • Замена шины ISA на шину PCI .
    • Появление графических ускорителей
    • Внедрение шины AGP .
    • Появление стандарта ATX .
    • Переход с интерфейса ATA на SATA .
    • Переход с шины AGP (и PCI) на PCI Express .
    • Внедрение многоядерных процессоров.
    • Переход с 32-битных на 64-битные процессоры.
    • Появление UEFI и Secure Boot
    • Внедрение сенсорных дисплеев

    Стационарные ПК

    Первые персональные компьютеры (как и любые первые компьютеры вообще) не предназначались для переноски. То есть первые ПК были стационарными. Они состояли из отдельных конструктивно завершенных частей, как например системного блока, монитора и клавиатуры, соединенных интерфейсными кабелями с системным блоком. Это пример раздельной схемы построения ПК. Но в настоящее время также широкое распространение получили ПК-моноблоки , в которых системный блок, монитор и, нередко, другие устройства (клавиатура, звуковая подсистема, веб-камера , микрофон) конструктивно объединены в одно устройство.

    Раздельная схема

    Раздельная схема - в противоположность моноблочной - предполагает, что ПК состоит из системного блока и разнообразных внешних, то есть конструктивно самостоятельных подключаемых к системному блоку извне через стандартные интерфейсы (например: USB, D-Sub, DVI, FireWire), устройств (в частности: мониторы, клавиатура, мышь, микрофоны, звуковые колонки, веб-камеры, принтеры, сканеры, различные внешние модемы, игровые устройства).

    Исторически такая схема ПК было самой первой. Она же до сих пор остается самой распространенной схемой стационарных ПК. Например, профессиональные рабочие станции практически всегда строятся по такой схеме.

    Главное достоинство раздельной схемы - сравнительно легкая масштабируемость. То есть в любой момент можно без особых затруднений заменить любой из компонентов ПК (например, монитор). Но обратная сторона медали - наименьшая транспортабельность и сравнительная громоздкость такого ПК. Естественно раздельная схема применяется тогда когда главное требование к ПК - легкость и простота масштабирования.

    Функциональным ядром в раздельной схеме стационарного ПК естественно является системный блок.

    Известны два вида конструктивной компоновки системного блока:

    • desktop - горизонтальная конструктивная компоновка системного блока, с возможностью размещения монитора на таком системном блоке;
    • tower - «башенный» системные блок в вертикальной конструктивной компоновке.

    Десктоп

    Десктоп («настольный компьютер» в буквальном смысле слова) - стационарный компьютер, имеющий такой форм-фактор, что его удобнее располагать на столе (отсюда и применение термина «десктоп», от англ. desktop - «рабочая поверхность (письменного стола)») дома или в офисе. Раньше системные блоки такого типа обычно были широкими и места на них было достаточно для размещения на нём ЭЛТ-монитора. Это в свою очередь позволяло экономить место на рабочем столе, на который устанавливался десктоп. Естественно, это было учтено конструкторами корпусов, создававшими корпуса для таких системных блоков, способные выдерживать вес ЭЛТ-монитора. Но в результате десктоп получался по цене дороже «башенного» системного блока.

    Десктопы применяются до сих пор, и до сих пор монитор ставят на десктоп. Однако из за уменьшения габаритов и веса комплектующих и ещё более резкого уменьшения веса и глубины мониторов (современные «доскообразные» мониторы - сплошь ЖК-мониторов - сравнительно малы по весу и глубине), стало возможным создавать и использовать сравнительно компактные и дешевые десктопы. В результате современный десктоп способен конкурировать с «башенным» системным блоком не только по эргономике но и по цене. А следовательно по соотношению цена/эргономика десктоп в настоящее время может быть ещё более выгодным, чем в «эпоху ЭЛТ-мониторов», приобретением. В частности многими фирмами выпускаются тонкие десктопы - слим-десктопы (slim-desktop). Естественно, тонкий десктоп эргономичнее чем классический «толстый» десктоп, так почти не влияет на высоту установки размещаемого на нём монитора.

    Tower

    «Башенный» системный блок - системный блок типа Tower («башня») - высокий и потому обычно располагается под столом (часто в специально предназначенных для это нишах или отделениях компьютерных столов). Из-за уменьшения размеров и массы комплектующих также стало возможно уменьшение и размеров самих «башенных» системных блоков. В результате, сначала появились системные блоки mini tower, а потом и slim tower. Мini tower потом вышли из эксплуатации, уступив место системным блока middle tower, являющихся в настоящее время самой многочисленной подгруппой «башенных» системных блоков. А slim tower доминируют в категории компактных «башенных» системных блоков.

    Моноблок

    Конструктивная схема стационарного ПК, в которой системный блок, монитор и, в настоящее время, микрофон, звуковая колонки, веб-камера конструктивно объединены в одно устройство - моноблок . Такой ПК эргономичнее (занимает минимум пространства) и более привлекателен с эстетической точки зрения. Также, такой ПК более транспортабелен, чем стационарные ПК, построенные по раздельной схеме. С другой стороны, такой ПК сложнее масштабировать и, в том числе, затруднена самостоятельная техническая модернизация и обслуживание. Например, если у моноблока сломается микрофон, то заменить его на исправный нередко возможно только в сервис-центре.

    Мобильные (носимые) ПК

    Ноутбуки

    Компактные компьютеры, содержащие все необходимые компоненты (в том числе монитор) в одном небольшом корпусе, как правило, складывающемся в виде книжки (отсюда и название данного вида ПК). Приспособлены для работы в дороге, на небольшом свободном пространстве. Для достижения малых размеров в них применяются специальные технологии: специально разработанные специализированные микросхемы (ASIC), ОЗУ и жёсткие диски уменьшенных габаритов, компактная клавиатура, не содержащая цифрового поля, внешние блоки питания, минимум интерфейсных гнезд для подключения внешних устройств.

    Как правило, содержат развитые средства подключения к проводным и беспроводным сетям, встроенное мультимедийное оборудование (динамики, часто, также, микрофон и веб-камеру). В последнее время вычислительная мощность и функциональность ноутбуков не сильно уступают стационарным ПК, а иногда и превосходит их. Очень компактные модели не оснащаются встроенным CD/DVD-дисководом.

    Подключая к ноутбуку внешние клавиатуру, мышь, монитор, звуковые колонки, модемы, игровые устройства и иные внешние устройства ноутбук можно превратить в настольный ПК. Это можно делать вставляя ноутбук в специальный док, как это делалось раньше или напрямую (современные ноутбуки, особенно предназначенные для замены стационарных ПК в качестве рабочих станций, дают такую возможность).

    Планшетные ПК

    Планшетный ноутбук Toshiba 3500

    Аналогичны ноутбукам, но содержат сенсорный, то есть чувствительный к нажатию, экран и не содержат механической клавиатуры. Ввод текста и управление осуществляются через экранный интерфейс, часто доработанный специально для удобного управления пальцами. Некоторые модели могут распознавать рукописный текст, написанный на экране.

    Чаще всего корпус не раскрывается, как у ноутбуков, а экран расположен на внешней стороне верхней поверхности. Бывают и комбинированные модели, у которых корпус может тем или иным образом раскрываться (например, как слайдер), предоставляя доступ к расположенной внутри клавиатуре.

    По вычислительной мощи планшетные ПК уступают стационарным и ноутбукам, так как для длительной работы без внешнего источника питания приходится использовать энергосберегающие комплектующие, жертвуя их быстродействием.

    Карманные ПК (PDA)

    КПК Acer N10

    Сверхпортативные ПК, умещающиеся в кармане. Управление ими, как правило, происходит с помощью небольшого по размерам и разрешению экрана, чувствительного к нажатию пальца или специальной палочки-указки - стилуса, а клавиатура и мышь отсутствуют. Однако некоторые модели [уточнить ] содержат миниатюрную фиксированную или выдвигающуюся из корпуса клавиатуру.

    Разрешение экрана стремится приблизиться к мониторам обычных компьютеров, в среднем около 800×480 в современных моделях.

    В таких устройствах используются сверхэкономичные процессоры и флеш-накопители небольшого объёма, поэтому их вычислительная мощь несопоставима с другими ПК (особенно стационарными). Тем не менее, они содержат все признаки персонального компьютера: процессор, накопитель, оперативную память, монитор, операционную систему, прикладное ПО и даже игры и ориентированность на индивидуальное использование.

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

    Нестандартные конструкции ПК

    Barebone

    Компьютер формата barebone

    Barebone - компьютеры, строящиеся пользователем для выполнения определенных задач (обычно в качестве мультимедийной станции). В продажу поступают в виде так называемых «скелетных» баз в составе корпуса, материнской платы и системы охлаждения. Материнская плата, как правило, оснащена встроенными звуковым и видеоконтроллерами. Выбор конфигурации и соответственно комплектующих в виде дисковых накопителей, памяти и периферии, а также других устройств (ТВ-тюнера, дополнительной видеокарты и т. п.) остаются на усмотрение пользователя. Как правило, «баребоны» имеют меньшую высоту корпуса и, как следствие, уменьшенный внутренний объём, а также усовершенствованную систему охлаждения, отличающуюся низкой шумностью.

    Защищённые ПК

    Ряд компаний производит компьютеры, обладающие устойчивостью к агрессивным средам: сильной вибрации, ударам, большой запыленности, влажности, вандализму - условиям, в которых обычные ПК быстро бы вышли из строя. Как правило, устойчивые ПК выпускаются в формате ноутбуков , более тяжёлых и больших по размерам, чем обычные. Их стоимость также значительно выше. Одна из сфер применения таких ПК - военное дело (например, эксплуатация в полевых штабах).

    Промышленные ПК

    Предназначены для решения задач промышленной автоматизации. Отличаются стойкостью к различным внешним воздействиям, увеличенным жизненным циклом изделия, возможностью подключения к промышленным сетям (PROFINET , Profibus).

    Тихий ПК

    Бесшумный компьютер Zonbu

    Для использования в жилых комнатах используются конструкции ПК, производящие минимум шума или работающие совершенно бесшумно. Такие модели можно оставлять включенными постоянно, что даёт ряд преимуществ: отсутствует период загрузки, компьютер всегда готов к работе и может постоянно отслеживать новую почту или мгновенные сообщения для пользователя. В целом, постоянно включенный ПК может выполнять ряд особенных задач:

    • быть мультимедийной станцией (воспроизводить видео-, аудиозаписи, интернет-радио);
    • работать как видеомагнитофон: записывать передачи телевидения или радио для последующего просмотра или прослушивания в удобное время;
    • служить P2P -клиентом (обмениваться файлами в автоматическом режиме с другими компьютерами)
    • служить домашним или даже интернет-сервером ;
    • следить за температурой или присутствием с помощью соответствующих датчиков или фото-, видеокамеры (веб-камеры).

    Чтобы сделать ПК тихим, используется несколько технологий:

    • безвентиляторные типы охлаждения:
      • жидкостное (с передачей жидкости на большой пассивно-охлаждаемый радиатор)
      • применение термотруб (передача всей энергии путем термотруб на поверхность корпуса, также состоящего из меди или алюминия)
      • применение очень крупных радиаторов (часто с термотрубами)
      • погружение всей электроники в резервуар с некондуктивным маслом
      • фреоновое (применяется микрохолодильник с соответствующей электроникой и изоляцией. Не всегда «тихий». К примеру Vapo-chill)
      • жидкий азот (только кратковременное, не предназначено для сколь-либо долгой эксплуатации, как правило для разгона - хотя бесшумно)
    • малошумные вентиляторы с лопастями специальной формы;
    • процессоры , не требующие активного охлаждения (ввиду их маломощности, это не всегда приемлемое решение);
    • малошумные жёсткие диски , а также установка их на шумопоглощающие крепления;
    • замена жёстких дисков на флеш-память или удалённые дисковые массивы;
    • установка бесшумного (noiseless) блока питания.

    Большинство современных персональных компьютеров способны снижать потребляемую мощность и уровень шума в моменты низкой нагрузки, но для постоянной тихой работы не обойтись без применения специальных технологий, указанных выше.

    Компактные ПК

    Некоторые компании предлагают ПК значительно меньших размеров, чем стандартные. Такие модели занимают меньше места в рабочей или домашней обстановке, легче вписываются в интерьер, зачастую красивее и тише обычных ПК. Собрать компактную модель по силам большинству пользователей, если подобрать специальные модели корпуса и материнской платы.

    Одними из первых компактных компьютеров были модели Macintosh в 1984 году , которые представляли собой моноблок : системные компоненты в одном корпусе с монитором . Значительно позже идея была продолжена в моделях eMac и iMac . Аналогичные по формату компьютеры пытались выпускать и другие компании (например, eMachines), но без особого успеха.

    Параллельно технологии миниатюризации отрабатывались на тонких клиентах , которые обычно невелики по размерам и весу, но полноценными ПК не являлись. (Тонкий клиент - это на самом деле «умный» терминал, позволяющий, например, превратить ПК в многопользовательский компьютер).

    Долгое время [когда? ] вершиной миниатюризации считался [кем? ] компьютер Mac mini . Этот чрезвычайно компактный компьютер (по размерам как небольшая, но толстая книга) обладает тем не менее адекватной вычислительной мощностью (процессор Intel Core Duo) и работает бесшумно. Однако в настоящее время, с появлением плат форм-фактора pico-ITX , появились модели, соперничающие по размерам с Mac mini.

    Существует несколько конкурирующих между собой проектов компактных и дешёвых в производстве персональных компьютеров, некоторые из которых предназначены для развивающихся стран: OLPC , VIA pc-1 Initiative, Classmate PC , Asus Eee PC и др. Однако удешевление и миниатюризация достигнуты ценой заметного отставания по вычислительной мощности от полноразмерных ПК.

    Технологии, уменьшающие габариты ПК:

    • материнская плата уменьшенного формата (mini-ITX и др.);
    • малогабаритный корпус;
    • встроенные CD/DVD-дисководы со щелевой загрузкой или отсутствие таких дисководов;
    • меньшее количество отсеков для жёстких дисков и DVD/CD-дисководов, зачастую всего один;
    • меньше гнёзд USB, аудио и т. д.;
    • внешние блоки питания и устройства (например, CD/DVD-дисководы) вместо встроенных.

    Хакинтош

    Хакинтош (англ. hackintosh , от слов хакер или хак и макинтош ) - ПК, собранный любителем и способный работать под управлением Mac OS X , во взломанном для запуска на «неяблочном» компьютере варианте называемой OSx86 , то есть более дешёвый аналог компьютера от Apple . Так как современные макинтоши рассчитаны на процессоры Intel и другие стандартные компоненты, возникает теоретическая возможность запускать Mac OS X на любых ПК на базе этих процессоров. В реальности поддерживается только узкий набор аппаратных конфигураций, которые встречается в настоящих макинтошах, поэтому «хакинтош» должен повторять одну из этих конфигураций. С другой стороны Mac OS X создана для макинтоша и только, и корректно и максимально производительно будет работать только на макинтоше. Кроме того, в легально поставляемой Mac OS X присутствуют ограничения, не позволяющие ей работать на чужой аппаратуре, так что в «хакинтоше» применяют старую служебную версию без этих ограничений, либо взломанную более свежую версию, либо специальные аппаратные средства, имитирующие сигнатуры макинтоша, проверяемые системой. Установка системы Mac OS X на компьютеры, не произведённые Apple, является также нарушением лицензии на эту ОС.

    Персональный сервер

    Любой сервер, используемый неким человеком в качестве личного сервера и по этому признаку относимый к ПК. Но конструктивно такой сервер, как любой сервер, может быть каким угодно. В частности такой сервер может быть и стоечным.

    Персональная рабочая станция

    Конструктивно любой компьютер, используемый в качестве персональной, то есть однопользовательской, рабочей станции и который, зачастую, ПК можно признать лишь по этому признаку. То есть конструктивно это может быть даже суперкомпьютер, но он может считаться ПК, если используется в качестве персональной рабочей станции.

    Персональный суперкомпьютер

    Естественно это такой же суперкомпьютер, только являющийся личным суперкомпьютером некоего человека. И хотя случаев владения персональными, то есть личными, суперкомпьютерами ещё не было, но в принципе возможно и такое. Ведь многие люди владеют, например, личными самолётами.

    Проблемы терминологии

    В конце 1970-х, после начала массового производства микросхем всё большей степени интеграции, стоимость компьютеров резко упала. Это привело к созданию вместо многопользовательских мейнфреймов компьютеров, которые эксплуатировались одним человеком. Такие компьютеры стали называть «персональными компьютерами».

    Персональные компьютеры всё же имели довольно большую стоимость (несколько тысяч долларов) и в домашних условиях практически не применялись.

    В начале 1980-х годов годов фирмы стали производить облегчённые варианты персональных компьютеров, обычно размещаемых в клавиатурах. Эти компьютеры имели небольшую стоимость, были доступны для семей со средним достатком и ориентированы на домашнее (в том числе игровое) использование. Такие компьютеры получили общее название «домашний компьютер».

    В настоящее время подавляющее большинство продаваемых компьютеров ввиду своей функциональности и стоимости могут эксплуатироваться как в офисах, так и в домашних условиях.

    Термины «ЭВМ», «персональный компьютер» и «домашний компьютер» постепенно теряют первоначальный смысл и сливаются в более короткий и привычный термин «компьютер», который подразумевает вычислительную машину с клавиатурой, системным блоком и монитором.

    Чтобы отличать ПК от других типов компьютеров, существуют уточняющие термины: ноутбук (лэптоп ), нетбук , планшетный компьютер и т. д.

    См. также

    Примечания

    Литература

    • Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. - 17-е изд. - М .: Вильямс, 2007. - 1504 с. - ISBN 0-7897-3404-4
    • Ковтанюк Юрий Славович. Библия пользователя ПК. - М .: Диалектика, 2007. - 992 с. - ISBN 978-5-8459-1196-4

    Ссылки