Tietokone on yksi ihmiskunnan kirkkaimmista keksinnöistä. Tietotekniikan ansiosta ihmiset ovat voineet tallentaa ja käsitellä v altavia tietomääriä, nopeuttaa elämäntahtia, tehdä laskelmia, tehdä ostoksia verkossa ja saavuttaa ennennäkemätöntä tuottavuutta. Jotta voit valita ja käyttää laitetta oikein, sinun on tunnettava tietokoneiden luokittelumenetelmät.
Maailman tietokoneistumisen asteittainen
Tietokone voidaan määritellä miksi tahansa elektroniseksi laitteeksi, joka vastaanottaa ja vastaanottaa dataa, tallentaa ja prosessoi ne merkitykselliseksi, käyttäjälle ymmärrettäväksi tiedoksi. Tämä määritelmä sisältää nykyään monia hyödyllisiä ja tarpeellisia laitteita, kuten kellot, laskimet, televisiot, lämpömittarit, kannettavat tietokoneet, matkapuhelimet ja monet muut.
Kaikki ne vastaanottavat tietoja ja suorittavat toimintoja tarvittavilla tiedoilla. Tietokone on vain yleinen termi järjestelmälle, joka koostuu useista laitteista. Aikaisempien aikojen tietokoneet olivat huoneen kokoisia ja kuluttivat v altavia määriä sähköä. Nykyään tieteellinen ja teknologinen kehitys on minimoinut koneiden koon ja pienentänyt ne koneiden kokoonpieniä tunteja. Ja tämä ei ole raja.
Tällä hetkellä tietokoneet luokitellaan:
- iän mukaan;
- tehon ja koon suhteen;
- tarkoituksen tai toiminnallisuuden mukaan;
- mikroprosessorien lukumäärän mukaan;
- binääriluvulla "BIT";
- sovellusalueen mukaan;
- käyttäjien lukumäärän mukaan;
- tietojenkäsittelysuunnitelmien mukaan;
- laitteistolle ja ohjelmistolle;
- tietokoneen muistin koon mukaan.
Viisi tietokonesukupolvea
Laitteet on ryhmitelty sukupolven mukaan iän mukaan. Näitä ovat ensimmäisen, toisen, kolmannen, neljännen ja viidennen sukupolven autot.
Viisi tietokonesukupolvea eroavat tietojenkäsittelymekanismeista:
- Ensimmäinen on tyhjiöputkissa.
- Toinen - transistoreissa.
- Kolmas - integroiduissa piireissä.
- Neljäs - mikroprosessorisiruissa.
- Viides on tekoälyyn kykenevät älylaitteet.
Ensimmäisen sukupolven tietokoneet. Tämä on sukupolvi koneita, jotka luotiin vuosina 1946-1957. Näillä laitteilla oli seuraavat ominaisuudet:
- Tyhjiöputket liittämistä varten.
- Magneettiset rummut muistina tietojenkäsittelyä varten.
- Matala käyttöjärjestelmä.
- Visti paljon asennustilaa, joskus koko huoneen.
- Kätti paljon energiaa, samalla vapauttaen v altavan määrän energiaa ympäristöön, mikä voi johtaakoneiden tuhoaminen.
Toisen sukupolven tietokoneita oli olemassa vuosina 1958–1964. Niissä oli seuraavat ominaisuudet:
- Käytetyt transistorit.
- Vähemmän ulkoista koneiden määrää verrattuna ensimmäisen sukupolven tietokoneisiin.
- Käyti vähemmän energiaa.
- Käyttöjärjestelmä oli nopeampi.
Tämän sukupolven aikana ohjelmointikieliä, kuten Cobol ja Fortran, kehitettiin ja käytettiin reikäkorteissa tietojen syöttämiseen ja tulostamiseen.
Kolmannen sukupolven tietokoneita oli olemassa vuosina 1965-1971.
Ominaisuudet:
- Käytetyt integroidut piirit (ICs).
- Olivat pienempiä pelimerkkien käytön vuoksi.
- Oli suuri muisti tietojenkäsittelyä varten.
- Käsittelynopeus oli paljon nopeampi.
- Näissä tietokoneissa käytetty tekniikka on Small Scale Integration (SSI) -tekniikkaa.
LSI Large Scale Integration Technology
4. sukupolven tietokoneita valmistettiin vuosina 1972–1990. He käyttivät Large Scale Integration (LSI) -tekniikkaa:
- Suuri muistikoko.
- Suuri käsittelynopeus.
- Pieni koko ja hinta.
- Tuotettu näppäimistöllä, joka oli hyvin vuorovaikutuksessa tietojenkäsittelyjärjestelmän kanssa.
Tässä vaiheessa Internet on kehittynyt nopeasti.
Muita saavutettuja edistysaskeleita olivat graafisen käyttöliittymän (GUI) ja hiiren käyttöönotto. GUI:n lisäksi tällainen tietokone käyttää sellaistakäyttöliittymät:
- luonnollinen kieli;
- Q&A;
- komentorivi (CLI);
- lomakkeiden täyttäminen.
Neljännen tietokoneen luomisen aloitti Intel C4004 -mikroprosessori sen jälkeen, kun valmistajat alkoivat integroida näitä mikrosiruja uusiin malleihinsa.
Vuonna 1981 International Business Machine esitteli ensimmäisen kotitietokoneensa, joka tunnetaan nimellä IBM PC.
Tietokoneiden toiminnallinen ero
Tietokoneiden luokittelu käyttötarkoituksen tai toiminnallisuuden mukaan on jaettu yleiskäyttöisiin ja erikoiskoneisiin. Ensimmäinen ratkaisee monia ongelmia. Niiden sanotaan olevan monikäyttöisiä, koska ne suorittavat monenlaisia tehtäviä. Esimerkkejä yleiskäyttöisistä tietokoneista ovat pöytäkoneet ja kannettavat tietokoneet.
Erikoistietokoneet ratkaisevat vain tiettyjä ongelmia. Ne on suunniteltu suorittamaan yksinomaan tiettyjä tehtäviä. Esimerkkejä erikoistietokoneista voivat olla laskimet ja rahalaskuri.
Tietojenkäsittelyjärjestelmät
Tietokoneiden luokittelu tietojenkäsittelyn perusteella. Tietojenkäsittelymenetelmistä riippuen laitteet jaetaan analogisiin, digitaalisiin tai hybrideihin.
Analogiset tietokoneet toimivat mittausperiaatteella, jossa mittaukset muunnetaan tiedoiksi. Nykyaikaiset analogiset laitteet käyttävät tyypillisesti sähköisiä parametreja, kuten jännitteitä, vastuksia tai virtoja, edustamaan prosessoituja määriä. Sellaisia tietokoneitaeivät liity suoraan numeroihin. Ne mittaavat jatkuvia fyysisiä suureita.
Digitaaliset tietokoneet ovat sellaisia, jotka käyttävät digitaalisessa muodossa esitettyä numeerista tai muuta tietoa. Tällaiset laitteet käsittelevät dataa digitaalisina arvoina (0 sekunneissa ja 1 sekunnissa) ja antavat tuloksia suuremmalla tarkkuudella ja nopeammin.
Hybridilaitteissa on analogisen tietokoneen mittaustoiminto ja digitaalisen laitteen laskentatoiminto. Nämä koneet käyttävät analogisia komponentteja laskentatarkoituksiin ja digitaalisia tallennuslaitteita tallennustarkoituksiin.
Tietokoneiden luokittelu tehon ja koon mukaan
Tietokoneita on saatavana erikokoisina, ja näiden erojen vuoksi ne suorittavat erilaisia tehtäviä eri kapasiteetilla.
Tietokoneen muistin luokitus tyypin mukaan:
- Mikrotietokoneet.
- Minitietokoneet.
- Supertietokoneet.
- Mainframes.
- Mobiilitietokoneet.
Mikrotietokoneet. Ne ovat pienempiä ja halvempia kuin keskustietokoneet ja supertietokoneet, mutta myös vähemmän tehokkaita. Esimerkiksi henkilökohtaiset tietokoneet (PC:t) ja pöytäkoneet.
Minitietokoneet. Nämä ovat keskikokoisia tietokoneita, jotka maksavat vähemmän kuin keskus- ja supertietokoneet. Esimerkiksi IBM:n keskitason koneet.
Mobiililaitteet. Henkilökohtaisten tietokoneiden luokitus ovat keskikokoiset kannettavat tietokoneet ja netbookit, jotka asetetaan käyttäjän syliin työn aikana, pienemmät kädessä pidettävät laitteet, joita voidaan pitää käsissä -matkapuhelimet, laskimet ja kämmenmikrot.
Mainframe-tietokoneet. Nämä ovat erittäin suuria ja kalliita tietokonejärjestelmiä. Ne käsittelevät tietoja nopeammin ja ovat halvempia kuin supertietokoneet.
Supertietokoneet. Nopeammat koneet ovat erittäin kalliita, koska ne tekevät paljon matemaattisia laskelmia. Niitä käytetään erittäin suurten tietomäärien käsittelyyn.
Nopein ja tehokkain supertietokone on erittäin kallis ja sitä käytetään erikoissovelluksiin, jotka vaativat v altavia matemaattisia laskelmia, kuten sääennusteita. Muita supertietokoneiden sovelluksia ovat liikegrafiikka, virtausdynaamiset laskelmat, ydinenergiatutkimus ja öljyn etsintä.
Supertietokoneen ja keskustietokoneen pääasiallinen ero on, että edellinen ohjaa kaiken tehonsa muutamiin tiettyihin tehtäviin, kun taas keskustietokoneet käyttävät tehoaan useiden ohjelmien suorittamiseen samanaikaisesti. Keskustietokone on erittäin suuri ja kallis, ja se pystyy tukemaan samanaikaisesti satoja tai jopa tuhansia käyttäjiä.
Hierarkiassa, joka alkaa yksinkertaisella mikroprosessorilla, kuten kellot luettelon alaosassa ja supertietokoneet luettelon yläosassa, keskustietokoneet ovat juuri supertietokoneiden alapuolella. Tietyssä mielessä keskustietokoneet ovat tehokkaampia kuin supertietokoneet, koska ne tukevat monia samanaikaisia käyttäjiä, mutta supertietokoneet voivatsuorita yksi ohjelma nopeammin kuin keskustietokoneet.
Mikrotietokone on pienin yleiskäyttöinen käsittelyjärjestelmä. Vanhempi PC julkaisi 8-bittisen prosessorin 3,7 Mt:lla ja nykyisen 64-bittisen prosessorin 4,66 Gt:lla.
Tällaiset laitteet voidaan jakaa kahteen tyyppiin:
- Pöytälaitteet.
- Kannettavat mekanismit.
Erona on se, että kannettavia laitteita voidaan käyttää matkoilla, kun taas pöytätietokoneita ei voi siirtää.
Järjestely mikroprosessorien lukumäärän mukaan
Mikroprosessorien lukumäärän perusteella tietokoneet voidaan jakaa:
- Jäkkäinen.
- Rinnakkais.
Sarjatietokoneet - vain mikrotietokone suorittaa kaikki tällaisilla laitteilla suoritettavat tehtävät. Useimmat näistä laitteista ovat peräkkäisiä tietokoneita, joissa mikä tahansa tehtävä suorittaa peräkkäisen käskyn alusta loppuun.
Rinnakkaistietokoneet ovat suhteellisen nopeita. Uudentyyppiset koneet, jotka käyttävät suurta määrää prosessoreita. Prosessorit suorittavat erilaisia tehtäviä itsenäisesti ja samalla lisäävät monimutkaisten ohjelmien nopeutta. Rinnakkaistietokoneet vastaavat supertietokoneiden nopeutta paljon halvemmalla.
BIT-erottelu
Tämä on tietokoneiden luokittelu sanan pituuden perusteella. Binäärilukua kutsutaan BITiksi. Sana on joukko bittejä, jotka on kiinteätietokoneelle. Sanan bittien määrä (tai sanan pituus) määrittää näiden bittien kaikkien merkkien esityksen. Sananpituudet ovat 16-64 bittiä useimmissa nykyaikaisissa tietokoneissa.
Binäärinumero tai bitti on pienin tietoyksikkö tietokoneessa. Käytetään tietojen tallentamiseen ja asetukseksi tosi/epätosi tai päälle/pois. Yksittäisen bitin arvo on 0 tai 1, jota käytetään tyypillisesti datan tallentamiseen ja käskyjen toteuttamiseen tavuryhmissä. Tietokone luokitellaan usein sen mukaan, kuinka monta bittiä se voi käsitellä kerralla tai kuinka monta bittiä muistiosoitteessa on.
Monet järjestelmät käyttävät neljää kahdeksan bitin tavua muodostaakseen 32-bittisen sanan. Bitin arvo tallennetaan yleensä muistimoduulin sisällä olevan kondensaattorin sähkövaraustason ylä- tai alapuolelle. Positiivista logiikkaa käyttäville laitteille arvo 1 (tosi tai korkea) on positiivinen jännite suhteessa sähköiseen maahan ja arvo 0 (epätosi tai matala) on 0.
Typologia sovellusalueen ja käyttäjien mukaan
Tietokoneiden luokittelu nykymaailmassa riippuu niiden sovelluksista ja käyttötarkoituksista. Myös siitä, kuinka moni käyttäjä käyttää koneita työssään. Laitteet luokitellaan sovelluksen mukaan:
- Erikoiskäyttöön tarkoitettuja ajoneuvoja.
- Yleiskäyttöiset tietokoneet.
Ensimmäiset on suunniteltu vain täyttämään tietyn tehtävän tai sovelluksen vaatimukset. Ohjeet,tietyn tehtävän suorittamiseen tarvittavat tallennetaan pysyvästi sisäiseen muistiin, jotta se voi suorittaa tehtävän yhdellä komennolla. Tässä tietokoneessa ei ole ylimääräisiä vaihtoehtoja, joten se on halvempi.
Yleiskäyttöiset tietokoneet on suunniteltu vastaamaan monien eri sovellusten tarpeisiin. Näissä koneissa tietyn tehtävän suorittamiseen tarvittavat ohjeet on kytketty pysyvästi sisäiseen muistiin. Kun yksi työ on valmis, toisen työn ohjeet voidaan ladata sisäiseen muistiin käsittelyä varten. Tätä yleiskonetta voidaan käyttää palkanlaskentaan, varastonhallintaan, myyntiraporttiin jne.
Henkilökohtaisten tietokoneiden luokitus käyttäjien lukumäärän mukaan:
- Yhden käyttäjän tila – vain yksi käyttäjä voi käyttää resurssia kerrallaan.
- Monikäyttäjätila – useat käyttäjät jakavat yhden tietokoneen milloin tahansa.
Tietokoneverkko – useita toisiinsa kytkettyjä autonomisia koneita, joita monet käyttäjät käyttävät milloin tahansa.
Laiteohjelmiston tiedot
Laitteisto on fyysisiä komponentteja, jotka muodostavat tietokonejärjestelmän. Henkilökohtaisten tietokoneohjelmistojen luokitus jakaa ohjelmistot ja niihin liittyvät tiedot tietokonelaitteistoille.
Laitteilla ja ohjelmistoilla on symbioottinen suhde, mikä tarkoittaa, että ilman PC-ohjelmistoahyvin rajallinen, ja ilman laitteistoa ohjelmisto ei toimi ollenkaan. He tarvitsevat toisiaan toteuttaakseen potentiaalinsa.
Tietokoneohjelmistojen luokitus:
- Käyttöjärjestelmä on ohjelmisto, jonka avulla käyttäjä voi ohjata laitteistoa sen monimutkaisuuteen perehtymättä.
- Apuohjelmat - suorittaa erityisiä laitehallintaan liittyviä tehtäviä. Tämän tyypin mukainen tietokoneohjelmistojen luokitus sisältää pakkausohjelmat, muotoilulaitteet, eheyttäjät ja muut levynhallintatyökalut.
- Kirjastoohjelmat ovat koottuja kirjastoja yleisesti käytetyistä rutiineista. Windows-järjestelmässä niillä on yleensä DLL-tiedostotunniste, ja niitä kutsutaan usein ajonaikaisiksi kirjastoiksi.
- Kääntäjät - Riippumatta kielestä tai kielen tyypistä, jota käyttäjä käyttää ohjelmien kirjoittamiseen, niiden on oltava konekoodissa, jotta tietokone tunnistaa ja suorittaa ne.
- Sovellusohjelmistoa käytetään tyypillisesti tehtäviin, joilla on yhteys laitteen ulkopuoliseen maailmaan.
Tietokonelaiteluokitus luokittelee tietokoneet laitteistotyyppien mukaan, kuten tietokoneeseen fyysisesti liitettyjen kiintolevyjen ja kaiken, mitä voidaan fyysisesti koskettaa. CD-levy, näyttö, tulostin ja näytönohjain ovat kaikki esimerkkejä tietokonelaitteistoista. Ilman laitteistoa tietokone ei toimi eikä ohjelmisto toimi.
Laitteisto ja ohjelmistoohjelmistot ovat vuorovaikutuksessa keskenään: ohjelmisto kertoo laitteistolle, mitä tehtäviä sen tulee suorittaa.
Tietokoneen hallinnan luokittelu laitetyypin mukaan:
- syöttölaitteet;
- varasto;
- käsittely;
- johtaminen;
- ulos.
Tietokoneen muistin ominaisuus
Tietokoneen muisti on kuin ihmisen aivot, joita käytetään tietojen ja ohjeiden tallentamiseen. Tietokoneen muisti on jaettu hyvin pieniin soluihin. Jokaisella jälkimmäisellä on yksilöllinen sijainti, jokaisella sijainnilla on pysyvä osoite, joka vaihtelee välillä 0 - 65535.
Tietokonet käyttävät pääasiassa kolmenlaisia muistityyppejä:
- Välimuisti on nopea muisti, joka nopeuttaa prosessoria. Se toimii puskurina prosessorin ja keskusmuistin välillä. CPU:n käyttämät säännöllisesti käytetyt tiedot ja ohjelmatiedostot tallennetaan välimuistiin. CPU voi käyttää tietoja tarvittaessa. Kun käyttöjärjestelmä käynnistyy, se siirtää tärkeitä tiedostoja ja tietoja levyltä välimuistiin, josta prosessori pääsee niihin helposti käsiksi.
- Ensisijainen muisti (päämuisti). Ensisijainen muisti sisältää kaikki tiedostot ja tiedot tai ohjeet, joilla tietokone toimii. Kun tietokone sammutetaan, ensisijaiseen muistiin tallennetut tiedot menetetään lopullisesti. Tämän resurssin kapasiteetti on rajallinen. Puolijohdelaitetta käytetään ensisijaisessa muistissa, joka on rekisteriä hitaampi. Kaksi pääluokkaamuisti - RAM ja ROM.
- Toissijainen muisti. Tiedämme sen ulkoisena. Se on hitaampi kuin päämuisti. Resurssia käytetään tietojen ja tietojen pysyvään tallentamiseen. Prosessori käyttää toissijaisen muistin tietoja joidenkin I/O-rutiinien kautta. Toissijaisten muistisolujen sisältö siirretään ensin päämuistiin, jonka jälkeen CPU pääsee käsiksi siihen. Esimerkki lisämuistista: DVD, levy, CD-ROM jne.
Näiden tietojen lukemisen jälkeen käyttäjän on helppo vastata kysymykseen tietokoneiden luokittelusta.
5. sukupolvi tietokoneita: nykyisyys ja tulevaisuus
Viidennen sukupolven tietokoneet on rakennettu aiempien sukupolvien laitteiden teknologisen kehityksen varaan. Niiden toteutuksella on tarkoitus parantaa ihmisten ja koneiden välistä vuorovaikutusta käyttämällä ihmisälyä ja digitaaliajan alusta kertynyttä tietokantaa. Monet näistä hankkeista ovat jo toteutuksessa, kun taas toiset ovat vielä kehitteillä.
Nykyaikaisten tietokoneiden luokittelu 5. sukupolven laitteille on järjestelmä, jolla on alkua, mutta ei loppua, koska tämän ryhmän laitteita kehitetään ja kehitetään edelleen. Niiden kehitys alkoi 1990-luvulla ja jatkuu edelleen. He käyttävät teknologiaa suuren mittakaavan integraatiossa (VLSI).
Tekoälykiihdytyksen edelläkävijöitä ovat Google, Amazon, Microsoft, Apple, Facebook ja Tesla. Ensimmäiset tulokset näkyvät jo smartissakodin laitteet, jotka on suunniteltu automatisoimaan ja integroimaan aktiviteetteja kotielämän tukijärjestelmään.