Міністерство освіти Російської Федерації
Красноярський державний ТЕХНІЧНИЙ
УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра «Електроенергетичні системи та мережі»
Контрольна робота № 1
Інформатика
Тема: Основні етапи розвитку обчислювальної техніки. Порівняльні характеристики комп'ютерів різних поколінь.
Виконав студент ЗФ
спеціальність 140205
шифр 054108
Борисенко А.А.
Ачинськ 2008

Зміст

"1-2" 1.Вознікновеніе і розвиток персональних комп'ютерів ... ... ... ... ... ... ... 3
2.Отлічітельние особливості та класифікація ПК. Моделі та сфери застосування 11
2.1. Consumer PC (масовий ПК )............................................ ..................... 11
2.2. Office PC (ділової ПК )............................................ .............................. 12
2.3. Mobile PC (портативний ПК )............................................ .................... 13
2.4. Workstation PC (робоча станція )............................................ ............ 14
2.5. Entertainment PC (розважальний ПК )............................................ .. 15
2.7. Нові види ПК ............................................... ....................................... 15
Список використаних джерел та літератури .................................... 16

1. Виникнення і розвиток персональних комп'ютерів.

Персональними комп'ютерами називають комп'ютери, а точніше електронно-обчислювальні машини, які мають одночасно наступними характеристиками:
1) відносно невисока вартість (доступна для придбання в особисте користування значною частиною населення);
2) автономність експлуатації без спеціальних вимог до умов навколишнього середовища;
3) гнучкість архітектури, що забезпечує її адаптивність до різноманітних застосувань у сфері управління, науки, освіти, в побуті;
4) наявність «дружніх» операційної та інтерфейсної систем, які максимально спрощують користувачеві роботу з комп'ютером;
5) наявність достатньо розвиненого і щодо недорогого набору зовнішніх пристроїв в «настільному» виконанні;
6) наявність апаратних і програмних ресурсів загального призначення, що дозволяють вирішувати реальні завдання з багатьох видів професійної діяльності;
7) висока надійність роботи (більше 5000 годин напрацювання на відмову).
Для того, щоб краще уявити, чим же все-таки персональні комп'ютери відрізняються від інших електронно-обчислювальних машин, почнемо розглядати історію виникнення ПК з моменту появи перших ЕОМ, не забуваючи при цьому більш ранні досягнення в історії обчислювальної техніки, завдяки яким стало можливим в кінцевому підсумку створення персональних комп'ютерів: машина Паскаля (1642 р.), механічний арифмометр Лейбніца (1673 р.), «Аналітична машина» Чарльза Беббіджа (1820-1856 рр..), використання двійкової системи числення шляхом застосування електричних ланцюгів комп'ютера (Клод Шеннон, кінець 30-х рр.. ХХ ст.).
Виникнення електронно-обчислювальних машин стало можливим після появи електронних ламп. У тридцяті роки вони стали технічною основний пристроїв обробки та зберігання цифрової інформації та якнайширше застосовувалися в радіотехнічних пристроях.
Першою діючої ЕОМ став ENIAC (США, 1945-1946 рр..). Її назву по перших літерах відповідних англійських слів означає «електронно-числовий інтегратор і обчислювач». Керували його створенням Джон Моучлі і Преспер Еккерт, продовжили розпочату наприкінці 30-х років роботу Джорджа Атанасова. Як і більшість інший створюваної в той час техніки, ENIAC створювався у військових цілях. Зовні така ЕОМ, як і інші ЕОМ першого покоління, представляли собою десятки стійок, кожна розміром з великий книжковий шафа, наповнених електронними лампами, громіздкі друкуючі агрегати, і все це на площі сотні квадратних метрів, із спеціальними системами охолодження, джерелами живлення, постійно гомінка і вібруюче. Солдати, приписані до цієї величезної машині, постійно носилися навколо неї, згнітивши візками, доверху набитими електронними лампами. Варто було перегоріти хоча б одній лампі, як ENIAC тут же вставав і починалося сум'яття: всі спішно шукали згорілу лампу. Коли всі лампи працювали, інженерний персонал міг налаштувати ENIAC на яку-небудь завдання, вручну змінивши підключення 6000 проводів. Всі ці дроти доводилося знову перемикати, коли вставала інше завдання.
Інакше кажучи, ця і ряд інших ЕОМ першого покоління не мали найважливішого з точки зору конструкторів наступних комп'ютерів якості - програма не зберігалася в пам'яті машини, а набиралася досить складним чином за допомогою зовнішніх комутуючих пристроїв.
У вирішенні цієї проблеми основну заслугу приписують Джону фон Нейманом, американцеві угорського походження, блискучому вченому, відомому багатьма досягненнями - від розробки теорії ігор до внеску у створення ядерної зброї. «Архітектура фон Неймана», як її тепер називають, базується на принципах, сформульованих ним в 1945 р. У їх число входить і такий: в комп'ютері не доведеться змінювати підключення проводів, якщо всі інструкції будуть зберігатися в його пам'яті. І як тільки цю ідею втілили на практиці, народився сучасний комп'ютер. Перша ЕОМ з збереженої програмою (EDSAC) була простроено у Великобританії в 1949 р.
Виникнення ЕОМ другого покоління було пов'язано з приходом напівпровідникової техніки - транзисторів. До початку шістдесятих років вони почали витісняти електронні лампи з побутової техніки. Це сталося через десятиліття після того, як Bell Labs відкрили, що крихітний шматочок кремнію здатна робити те ж, що і електронна лампа. Транзистори - подібно електронних ламп - діють як електричні перемикачі, споживаючи при цьому набагато менше електроенергії, у результаті виділяючи набагато менше тепла і займаючи менше місця. Перший транзистор був створений в 1948 р., а перша ЕОМ з його використанням - в 1956 р.
Винахід транзисторів було першим кроком до зменшення розмірів комп'ютерів. До середини 60-х років з'явилися компактні зовнішні пристрої для комп'ютерів, що дозволило фірмі Digital Equipment випустити в 1965 р. перший міні-комп'ютер PDP-8 розміром з холодильник і вартістю 20000 доларів. Це був перший комп'ютер, який міг собі дозволити придбати споживач.
Але до того часу був підготовлений ще один крок до мініатюризації комп'ютерів - були винайдені інтегральні схеми.
У 1959 році інженери фірми «Texas Instruments» розробили спосіб, як розмістити всередині одного напівпровідникового кристала кілька транзисторів і з'єднати їх між собою. Отримані електронні схеми стали називати інтегральними схемами, або чіпами. Чіпи, що використовуються в сучасних комп'ютерах, являють собою інтегральні схеми, еквівалентні мільйонам транзисторів, розміщених на шматочку кремнію площею менше п'яти квадратних сантиметрів. Винахід інтегральних схем дозволило перейти до третього покоління ЕОМ. У 1968 році фірма Burroughs випустила перший комп'ютер на інтегральних схемах, а в 1970 р. фірма Intel почала продавати інтегральні схеми пам'яті.
Справжню революцію в обчислювальній техніці справило створення мікропроцесора. У 1971 році компанією «Intel» було створено пристрій, що реалізує на крихітній мікросхемі функції такі ж, як центральний процесор великий ЕОМ. 15 листопада 1971 «Intel 4004» - так назвали мікропроцесор - був представлений громадськості. Оскільки для зберігання однієї цифри калькулятору потрібно 4 біта, «Intel 4004» був чотирирозрядний процесором. Наступний мікропроцесор призначався для установки в термінал і повинен був обробляти символьну інформацію. Оскільки кожен символ кодується одним байтом (8 біт), наступна модель «Intel 8008» стала 8-рарядной; вона з'явилася в 1972 році і призначалася для виконання досить простих завдань зважаючи на дуже обмеженого обсягу пам'яті.
Новий якісний стрибок був здійснений в квітні 1974 р., коли компанією «Intel» був створений «Intel 8080» - перший у світі процесор, походив на «справжню» обчислювальну машину. За розмірами він не перевищував 8008, але містив на 2700 транзисторів більше і коштував на 200 доларів меньше.1 Хоча процесор обробляв 8-розрядні дані, адресу його ОЗУ був багатобайтових. Таким чином, 8080 міг мати до 64 кілобайт пам'яті, що на ті часи програмістам здавалося недосяжним межею.
Подальший розвиток подій відбувався прямо-таки з фантастичною швидкістю: за десятиліття був пройдений шлях від винаходу 4-розрядного мікропроцесора до досить складної
32-розрядної. Було ліквідовано відставання мікропроцесорної техніки від звичайних ЕОМ і почалося інтенсивне витіснення останніх (всі ЕОМ четвертого покоління зібрані на базі того чи іншого центрального процесора). Для ілюстрації зазначимо, що перший мікропроцесор «Intel 4004» містив 2200 транзисторів, «Intel 8080» - 4800, «Intel 80486» - близько 1,2 мільйона, а сучасний «Pentium» - майже 3 мілліонов.2 Процес постійного зростання числа транзисторів у вироблених мікропроцесорах серед інженерів називають законом Мура (Гордон Мур - один із засновників фірми Intel), який ще в 1965 році передбачив, що кількість транзисторів у комп'ютерних чіпах щорічно буде подвоюватися.
Наслідки створення мікропроцесора виявилися величезні не тільки для обчислювальної техніки, але і для науково-технічного прогресу в цілому. В області розробки ЕОМ першим таким наслідком виявилося створення персональних комп'ютерів (ПК).
Невеликі комп'ютери, призначені для одного користувача, який в кожен момент вирішує не більше однієї задачі, використовувалися у професійній діяльності вже на початку 70-х років. Восьмирозрядних процесори i8080 і Z80 в поєднанні з операційною системою CP / М дозволили створити ряд таких комп'ютерів, але, тим не менш, початком ери їх масової появи став 1976 рік, коли з'явився знаменитий «Apple», створений молодими американськими інженерами Стівом Возняком і Стівом Джобсом . За кілька років було продано близько 2 млн. примірників лише цих ПК (особливо «Apple-2»), тобто вперше у світовій практиці комп'ютер став пристроєм масового виробництва. Незабаром лідерство в цій області захопила фірма IBM - комп'ютерний гігант, що представив в 1981 році свій персональний комп'ютер IBM РС. Його моделі РС ХТ (1983 р.), РС АТ (1984 р.), ПК з мікропроцесором Pentium (початок 90-х років) стали, кожен у свій час, що ведуть на світовому ринку ПК.
Успіх IBM пов'язують з тим, що саме вона почала розробку комп'ютерів з масштабованої і відкритою архітектурою.
Аж до 1964 року кожна модель комп'ютера, навіть від одного виробника була унікальна і вимагала своєї операційної системи - фундаментальної програми, що управляє компонентами комп'ютера, координуючої їх взаємодія, на основі якої працюють усі інші програми. Тому перенесення програмного забезпечення з одного комп'ютера на інший вимагав чималих зусиль.
IBM, починаючи з комп'ютерів сімейства System/360 (мейнфрейм1) вирішує виробляти їх з масштабованої архітектурою (саме поняття в той час ще не існувало). Моделі, побудовані за різними технологіями - від повільних до найшвидших, від компактних до гігантів - повинні були працювати під керуванням однієї й тієї ж операційної системи. Тоді замовники зможуть переносити програми з однієї машини на іншу. Периферія та аксесуари теж повинні були стати універсальними для різних моделей.
Швидка, архітектура повністю змінила комп'ютерну індустрію. System/360 користувалася колосальним успіхом, і протягом тридцяти років IBM зберігала сильні позиції у виробництві мейнфреймів. Незабаром й інші фірми теж почали пропонувати мейнфрейми, сумісні з IBM. До середини сімдесятих важливість сумісності з 360 серією стала очевидною. Процвітали тільки ті виробники, чиє обладнання працювало з операційними системами корпорації IBM.
На початку 80-х років IBM вирішила застосувати принцип відкритої архітектури і до персональним комп'ютером. У той час її позиції в їхньому продажу не були настільки сильні. Прагнучи завоювати ринок ПК як можна швидше, IBM вирішила купувати мікропроцесори у фірми Intel (хоча зазвичай сама розробляла їх для своєї продукції), а за розробкою операційної системи для своїх ПК звернулася до створеної в 1975 році і вже досить відомої своїми програмами фірмі Microsoft (засновники - Білл Гейтс і Пол Аллен).
Microsoft підтримала плани IBM з масового виробництва персональних комп'ютерів. Для розробки операційної системи вона запросила до себе на роботу провідного інженера з Сіетла Тіма Патерсона, і незабаром була створена дискова операційна система фірми Microsoft, або MS-DOS.
Microsoft з IBM уклала важливу для себе угоду, що стала потім легендарної: IBM за низьку одноразову плату були передані права на використання MS-DOS на стількох комп'ютерах, скільки вона зуміє реалізувати. Однак контроль за майбутніми поліпшеннями операційної системи залишався за Microsoft. 1 З'явилися тисячі прикладних програм, сумісних з MS-DOS, що в свою чергу ще більше сприяло зростанню продажів персональних комп'ютерів.
Відкритість архітектури комп'ютерів IBM стала потужним стимулом для постачальників окремих компонентів, розробників програмних продуктів та інших учасників комп'ютерного бізнесу.
Протягом трьох років зникли майже всі конкуруючі стандарти персональних комп'ютерів. Виняток склали тільки Apple II і Macintosh фірми Apple. Всі інші фірми або збанкрутували, або були переорієнтовані на випуск IBM-сумісних машин. Зрештою, і сама IBM втратила контроль над архітектурою персональних комп'ютерів. IBM-PC став промисловим стандартом de-facto.
Підводячи підсумок розгляду історії виникнення ПК, необхідно сказати наступне. На початкових етапах розвитку обчислювальної техніки комп'ютери використовувалися виключно в промислових цілях. Зважаючи на дуже високу собівартість їх не могли собі дозволити звичайні люди.
Однак потреба в отриманні та обробці інформації була у всіх. І як тільки реалізація цієї потреби стала можливою (в основному за рахунок зниження собівартості процесорів), з'явилися персональні комп'ютери. Масове виробництво ПК призвело до їх повсюдного поширення і використання як у побуті, так і в комерційних цілях. Завдяки цьому стало можливим і поява Інтернету, який в свою чергу ще більше посилив популярність персональних комп'ютерів.
2. Відмінні особливості та класифікація ПК. Моделі та сфери застосування
Для класифікації персональних комп'ютерів використовуємо специфікацію РС99 (міжнародний сертифікаційний стандарт, розроблений представниками Intel, Microsoft та інших фірм у 1999 р.), яка ділить всі ПК на наступні п'ять категорій: Consumer PC (масовий ПК), Office PC (ділової ПК), Mobile PC (портативний ПК), Workstation PC (робоча станція), Entertainment PC (розважальний ПК). Крім цих видів розглянемо також кишенькові персональні комп'ютери - новий вид ПК.

2.1. Consumer PC (масовий ПК).

«Масовий (або домашній) комп'ютер» - на сьогоднішній день поняття дуже широке. Згідно зі специфікацією PC99 більшість персональних комп'ютерів в даний час потрапляють в цю категорію. У першу чергу споживачами даного класу комп'ютерів є діти та молодь. Вони використовують його в основному для ігор, роботи з розважальними та навчальними програмами, обробки і подальшого запису фото-, відео-та аудіоматеріалів на зовнішні носії, пошуку інформації в Інтернеті, підготовки документів в додатках типу Microsoft Office, обміну даними по електронній пошті.
Оскільки останні версії ігор, а також існуючі навчальні програми (в тому числі дуже популярна останнім часом «Велика енциклопедія Кирила і Мефодія») вимагають досить багато ресурсів, вимоги до домашніх комп'ютерів пред'являються дуже високі:
• процесор Pentium 4 з тактовою частотою 2,4 Ггц і підтримкою технології Hyper-Threading (забезпечує значний приріст швидкості при одночасному запуску кількох додатків);
• оперативна пам'ять типу DDR ​​PC2100 або PC2700 обсягом 256 або 512 Мбайт;
• системна плата на базі набору мікросхем Intel 865 PE;
• жорсткий диск об'ємом 60-80 Гбайт із швидкістю обертання 7200 обертів / хв.;
• відеоадаптер на базі процесора nVidia GeForce4 Ti4200 з пам'яттю об'ємом 128 Мбайт;
• звуковий адаптер, вбудований в системну плату;
• комбінований оптичний привід DVD / CDRW;
• вбудований мережевий адаптер;
• порти USB 2.0 (у тому числі виведені на передню панель) і FireWire (IEEE 1394);
• передвстановлена ​​операційна система Windows XP Home Edition;
• клавіатура + миша;
• гарантія не менше двох років.
Ціна такого ПК - від 900 до 1050 доларів. 1
Видавництвом «РС Magazine» кращими в Росії в 2003 році були визнані наступні моделі домашніх комп'ютерів: GEG Popular PIV2.6HT компанії Kraftway (Росія), Proxima MC510WH компанії R-Style і KIT MAX 2800 + однойменної компанії (№ 4 2004 року, с. 101).
Всі вони, безумовно, відповідають зазначеним вище вимогам, проте зважаючи на високу вартість (до зазначених 900-1050 доларам слід ще додати вартість монітора, а можливо принтера і сканера) для багатьох споживачів Росії вони ще малодоступні. Тому насправді більшість домашніх ПК мають більш низькими продуктивними характеристиками. А вищезгадані моделі за показниками можна віднести до розважальних ПК: їх можна використовувати як основу для домашнього кінотеатру або потужної графічної станції (глава 2.5 цієї роботи).

2.2. Office PC (ділової ПК)

Діловий (або корпоративний) комп'ютер за своїми характеристиками дуже схожий домашній. Однак є й відмінності. Виходячи з назви це комп'ютер для роботи в офісі. Відповідно з'являється потреба в тому, щоб комп'ютер міг працювати в локальній мережі організації, тобто в нього повинна бути системна плата. З іншого боку ділові комп'ютери не призначені для активної роботи з «важкими» мультимедійними додатками, тому вимоги, які пред'являються до їх відеосистеми, трохи нижче, ніж у попередньому випадку:
• процесор Pentium 4 з тактовою частотою від 1,4 ГГц;
• оперативна пам'ять типу DDR ​​PC2100 або PC2700 обсягом 128 або 256 Мбайт;
• жорсткий диск об'ємом 20-40 Гбайт;
• відеоадаптер на базі процесора nVidia GeForce4 МХ 440-SE з пам'яттю в 64 Мбайт;
• накопичувач CD-RОМ.
Відповідно до рейтингу «РС Magazine» кращими серед корпоративних комп'ютерів в 2003 році визнані Aquarius Elt DF240, Depo Myst 250, Kraftway GEG Prestige 41240A (№ 4 2004 року, с.100).
Цікаво, що в останні роки виробники персональних комп'ютерів, як і інших складових електронного офісу, враховують не тільки продуктивність техніки, але і її безпеку. Одна з головних завдань у цьому ряду - зниження шуму, видаваного пристроями при роботі. Серед таких «малошумних» ПК називають модель Scenic W600 компанії Fujitsu-Siemens Computers. Рівень шуму у цього комп'ютера менше 28дБ, що на 50% нижче, ніж у інших ПК з такою ж проізводітельностью.1

2.3. Mobile PC (портативний ПК)

Портативні ПК (ноутбуки), як правило, також використовується в бізнесі, особливо в тих видах діяльності, які вимагають частих переїздів (комп'ютер «для тих, хто в шляху»). У даному випадку не потрібно надвисокої обчислювальної потужності і розвинених мережевих можливостей, зате дуже важливі низький вагу і можливість тривалої роботи від батарей. Обов'язковою є наявність засобів для створення з'єднань віддаленого доступу (мережевих комп'ютерних). Продуктивність же даних комп'ютерів може сильно відрізнятися: процесори від 1,4 до 3,06 ГГц, ОЗП від 256 до 512 Мбайт.
Видавництвом «РС Magazine» серед кращих ноутбуків в 2003 р. названі A2500H компанії ASUS (хороші можливості зв'язку із зовнішнім світом - п'ять гнізд USB, інфрачервоний, FireWire і паралельний порти, вбудований накопичувач для флешкарт SD, ММС, Memory Stick і Memory Stick Pro) ; Nautilus B570W компанії RoverBook (поєднання високої швидкодії і тривалого часу автономної роботи, наявність модуля бездротового зв'язку Wi-Fi 802.11b); iRU Brava 2717 (одна з найбільш «наворочених» моделей - 17-дюймовий дисплей, процесор Pentium4 c частотою 3,06 Ггц і підтримкою технології Hyper-Threading) і Samsung X10 - кращий в номінації «Тонкі і легкі» (№ 4 2004 року, с.105-109).

2.4. Workstation PC (робоча станція)

Робочі станції використовуються там, де потрібні інтенсивні обчислення і можливостей звичайних ПК недостатньо. Часто вони орієнтовані на вирішення спеціальних завдань: AutoCAD, Pro / Engineer й інші пакети, які використовуються інженерами, аналітиками та вченими.
Зовні робочі станції виглядають як звичайні ПК, але досить заглянути всередину, щоб виявити суттєві відмінності. Часто це багатопроцесорні (2 або 4) комп'ютери з можливістю збільшення ємності системного ОЗУ; в корпусі передбачена велика кількість відсіків для жорстких дисків. До самих жорстких дисків також пред'являються підвищені вимоги: висока швидкість обертання шпинделя (не 7200 оборотів / хв., Як у домашнього ПК, а 10 або 15 тис. обертів / хв.). Це обумовлено необхідністю роботи з величезними базами даних, а також програмами, що інтенсивно використовують диск.
Серед кращих моделей робочих станцій можна назвати наступні: Dell Precision Workstation 340 компанії Dell (Pentium4 2,53 ГГц, 1 Гб пам'яті RDRAМ, жорсткий диск об'ємом 118 Гбайт), Dell Precision Workstation 530 (два 2,4 ГГц процесора Xeon, 1 Гбайт пам'яті RDRAM, жорсткий диск об'ємом 35 Гбайт і швидкістю обертання 15000 обертів / хв.) .1

2.5. Entertainment PC (розважальний ПК)

Розважальний персональний комп'ютер призначений для роботи з
додатками мультимедіа (зокрема, тривимірними іграми) і для інших потреб домашнього користувача. У цілому він здатний замінити музичний центр, телевізор, відеомагнітофон. Як вже говорилося, за своїми характеристиками він повинен відповідати кращим моделям домашніх комп'ютерів (див. розділ 2.1 цієї роботи).

2.7. Нові види ПК

В останні два роки широке поширення одержали кишенькові персональні комп'ютери (КПК). Новинкою 2003 р. стали планшетні ПК. Ці комп'ютери вийшли з категорії ноутбуків і поступово починають витісняти їх.
КПК представляють собою невеликі пристрої (дійсно поміщаються в кишені, якщо не сорочки, то куртки), що працюють під управлінням спеціальної операційної системи, що дозволяє не тільки пересилати дані між ним і настільним ПК, тобто синхронізувати їх, але і встановлювати на нього додаткові програми. Найбільш відомою в даний час є Windows CE фірми Microsoft. Її остання модифікація має інтерфейс, подібний Windows 98, і вимагає використання процесорів Intel StrongArm і сумісних з ними PXA250, 255 і наступних. Такий тандем називається платформою Pocket PC 2002, а КПК, його використовують, - Pocket PC 2002.
Кишенькові персональні комп'ютери через високу ціну поки ще не набули широкого поширення. Проте зі зниженням собівартості вони стануть так само необхідні кожній людині, як мобільні телефони, і стануть так само масово використовуватися.

Список використаних джерел та літератури

1. Баулін, Олександр. Бої кишенькового значення / / Світ ПК. 2003. 6. С.12-25.
2. Гейтс, Білл. Дорога в майбутнє / Пер. з англ. М.: Російська редакція, 1996. 312 з.
3. Дмитрієв, Олександр. Домашні ПК для школяра і студента. Погляд виробника / / Світ ПК. 2003.9. С.24-30.
4. Дмитрієв, Олександр. Scenic корисний для здоров'я / / Світ ПК. 2003.6. С.40.
5. Інформатика для юристів та економістів / Под ред. Симановича. СПб., 2001.