1.3.1. Различные подклассы персональных компьютеров

Можно более детально классифицировать персональные компьютеры по таким показателям, как габариты и специализация применения.

Рассмотрим различные подклассы персональных компьютеров:

- настольные ПК;

- портативные ПК;

- специализированные ПК;

- планшетные ПК.

Настольный ПК (Dessktop или Tabletop) – это малогабаритная ЭВМ настольного типа, обычно состоящая из системного блока, содержащего целый ряд устройств, обеспечивающих работу компьютера, клавиатуры, позволяющей вводить информацию в компьютер, и монитора (дисплея), предназначенного для изображения графической и текстовой информации.

Настольные ПК отличаются друг от друга формой и расположением (горизонтального/вертикального) корпуса системного блока – это могут быть так называемые:

- настольные ПК башенного типа (tower);

- большие настольные ПК (Big);

- средние настольные ПК (Mid);

- малые настольные ПК (Mini);

- настольные ПК малютки (Baby);

- настольные ПК слимы (Slim);

- настольные ПК «размером книги» (Book Size).

Портативные компьютеры - это быстро развивающийся подкласс персональных компьютеров, которые имеют автономное питание от малогабаритных аккумуляторов, но могут они питаться и от электрической сети.

Портативные (Portable) или мобильные (Mobile) ПК – это малогабаритная ЭВМ, меньше по размеру по сравнению с настольными ПК, имеющая встроенное автономное питание, и у которой системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус, конструктивно, как крышка и клавиатура. Эти компьютеры могут быть следующих видов:

- портативные рабочие станции «Кочевник» (Nomadic) – обычная рабочая станция, но оформленная в корпусе, удобном для переноса;

- «блокнотные» ПК (Notebook) – это ПЭВМ типа записной книжки или другими словами «компьютер – блокнот»;

-«накаленный» ПК (Lap top) – это ПЭВМ, размеры и масса которого позволяют работать с ним «на коленях»;

- «подблокнотные» ПК (Subnotbook) – это ПЭВМ меньшего размера, чем «блокнотные» и «накаленные» ПК;

- ручные ПК (Hand-held или Palm-top) – это ПЭВМ миниатюрных размеров (с почтовую открытку), который можно держать в одной руке, другой работать на нём, а переносить или хранить в кармане одежды;

- карманные ПК (Pocket или Pocket - Size) – это миниатюрные компьютеры, которые очень близки по своим возможностям к ручным ПК, но ещё меньше по размеру.

При питании от аккумулятора для продления срока автономной работы во всех портативных компьютерах предусматриваются переключение в режимы уменьшенного энергопотребления, например Standby и Sleep. Кроме того, все они поддерживают спецификацию Advanced Power Management (АРМ), в которой сформулированы требования к аппаратным и программным средствам управления потребляемой мощностью.

В режиме Standy отключаются устройства с наибольшим энергопотреблением (винчестер, лампы подсветки дисплея и т. д.).

В режиме Sleep обеспечивается ещё большая экономия энергопотребления: снижается до минимума тактовая частота микропроцессора, многие системные параметры записываются в энергонезависимую память. Указанные меры приводят к тому, что иногда одного заряда аккумулятора хватает на 10 и более часов автономной работы портативного компьютера.

В качестве видеомониторов в портативных компьютерах применяются плоские жидкокристаллические дисплеи, реже люминесцентные или газоразрядные.

Наращивание аппаратных средств у большинства портативных компьютеров выполняется подключением плат специальной конструкции, так называемых PCMCIA-карт (спецификация Personal Computer Memory Card International Association, первоначально ориентированная лишь на платы памяти). Почти все PCMCIA-карты (они обычно называются короче - PC-карты, или PC Card) поддерживают технологию Plug and Play («включай и играй»), при установке дополнительной платы не требующую выключения ПК или какой-либо его дополнительной настройки.

Для PC - карт определены три типа габаритных размеров (форм-факторов): Туре 1, Туре 2 и Туре 3.

Два первых типоразмера определяют платы шириной 54 мм и длиной 85,5 мм, толщина первого типа - 3,3 мм, а второго типа - 5 мм в средней части и 3,3 мм по краям. PC - карты третьего типа более толстые - 10 мм, и поэтому в разъёмы, предназначенные для первых двух типов карт, не устанавливаются.

PC - карты выполняют функции модемов, факс-модемов, сетевых и интерфейсных адаптеров, контроллеров сотовой и пейджинговой связи, статической, динамической и флэш-памяти, жёстких дисков, звуковых карт и т. д.

Наряду с платами памяти, в портативных компьютерах более интенсивно, чем в настольных, применяются платы ПЗУ и флэш-памяти, последние у миниатюрных ПК часто используются вместо дисковой памяти.

Клавиатура чаще всего чуть укороченная: 84-86 клавиш (вместо 101 у настольных ПК), но может иметься разъём для подключения и полной клавиатуры; у некоторых моделей клавиатура раскладная. У миниатюрных компьютеров клавиатура бывает так мала, что для нажатия клавиш применяется специальная указочка.

В качестве манипулятора графической информации (устройства целеуказания) в портативных компьютерах обычно используется не мышь, а трекбол, трекпойнт или трекпад.

Трекбол (trackball) - пластмассовый шар диаметром 15-20 мм, вращающийся в любом направлении (напоминающий стационарно укрепленную перевернутую мышь). Трекболы бывают встроенные и внешние. Встроенные могут располагаться на блоке клавиатуры или на лицевой поверхности дисплея рядом с экраном. Внешние трекболы крепятся клипсой, подключаются к компьютеру кабелем или по инфракрасному беспроводному каналу.

Трекпойнт (trackpoint) - специальная гибкая клавиша на клавиатуре типа ластика, прогиб которой в нужном направлении перемещает курсор на экране дисплея.

Трекпад (trackpad или touchpad) - небольшой планшет, размещенный на блоке клавиатуры и содержащий под тонкой пленкой сеть проводников, воспринимающих при легком нажиме направление перемещения нажимающего объекта, например, пальца. Принятый сигнал используется для управления курсором.

Применяются в портативных компьютерах и сенсорные экраны, в которых прикосновение к их поверхности обусловливает перемещение курсора в место прикосновения или выбор процедуры по меню, выведенному на экран.

Переносные компьютеры весьма разнообразны: от громоздких и тяжёлых (до 15 кг) портативных рабочих станций до миниатюрных электронных записных книжек весом около 100 г.

Портативные рабочие станции – это наиболее мощные и крупные переносные ПК. Они оформлялись часто в виде чемодана и носили жаргонное название Nomadic - «Кочевник». Их характеристики аналогичны характеристикам стационарных ПК - рабочих станций: мощные микропроцессоры, часто типа RISC, с тактовой частотой до 1500 МГц, оперативная память ёмкостью до 512 Мбайт, 10-40-гигабайтовые дисковые накопители, быстродействующие интерфейсы и мощные видеоадаптеры с видеопамятью до 4 Мбайт.

По существу, это обычные рабочие станции, питающиеся от сети, но конструктивно оформленные в корпусе, удобном для переноса, и имеющие, как и все переносные ПК, плоский жидкокристаллический видеомонитор класса не выше VGA. Nomadic обычно оснащены модемом и могут оперативно подключаться к каналам связи для работы в вычислительной сети.

Этот тип портативных компьютеров может эффективно использовался для выездных презентаций, особенно при наличии средств мультимедиа, но мог с успехом применяться и в стационарном варианте, позволяя экономить место на рабочем столе.

В последние годы уступают свое место ноутбукам.

Компьютеры-блокноты - это быстро развивающийся подкласс портативных компьютеров.

Компьютеры-блокноты:

- ноутбуки (Notebook);

- «подблокнотные» (Subnotebook), их называют также Omni Book - «вездесущие». Они выполняют все функции настольных ПК, в них могут использоваться те же самые операционные системы. Конструктивно они оформлены в виде миниатюрного чемоданчика (иногда со съёмной крышкой) размером с небольшую книгу (стандартный размер формата А4 при толщине 2-5 см), весом от 2,5 до 3,5 кг. По своим характеристикам во многом совпадают с Laptop, отличаясь от них лишь размерами. Вместо жёсткого диска некоторые модели, особенно подкласса Subnotebook, имеют энергонезависимую флэш-память ёмкостью 10-64 Мбайт.

Многие модели компьютеров-блокнотов имеют модемы для подключения к каналу связи и, соответственно, к вычислительной сети. Некоторые из них для дистанционного беспроводного обмена информацией с другими компьютерами оборудованы радиомодемами и оптоэлектронными инфракрасными портами. Последние обеспечивают межкомпьютерную связь на расстоянии нескольких десятков метров и в пределах прямой видимости. Возможность связи индицируется появлением на экране компьютера специальной пиктограммы.

Ноутбуки

Ноутбуки - это особый класс мобильных компьютеров, которые, точно так же, как и обычные ПК, можно условно поделить на несколько категорий в зависимости от их предназначения.

Первый по-настоящему портативный компьютер был выпущен в 1981 году корпорацией Osborne Computer. Модель Osborne 1 была основана на процессоре Zilog Z80 с тактовой частотой 4,0 МГц, имела встроенный 5-дюймовый монитор и опциональный комплект аккумуляторов. Стоил он $1795. По тем временам компьютер Osborne 1 был мощным и революционным, он даже помещался под сиденьем в самолете, но он никак не вызвал желания брать его с собой в путешествия или хотя бы держать на руках: при весе 10 килограммов он был просто ужасен на вид.

Ноутбуки имеют жидкокристаллические монохромные и цветные дисплеи небольшого размера. Клавиатура всегда укороченная, манипуляторы типа трэкпойнт и трэкпад. Наращивание ресурсов выполняется картами PCMCIA. Питание ноутбука осуществляется от портативных аккумуляторов, обеспечивающих автономную работу в течение 3-4-х часов (а в случае использования ионно-литиевых аккумуляторов - и до 12 часов).

Ноутбуки выпускались практически всеми основными компьютерными фирмами: IBM, Toshiba, HP, Compaq, NEC, Acer и т. д.

Чтобы ноутбук выбрать правильно, необходимо знать для решения каких задач он нужен. Кроме конструктивных особенностей различных моделей ноутбуков, отличаются они друг от друга используемым типом процессора и чипсета системной платы. Фактически именно тип используемого процессора и чипсета определяет в конечном итоге и тип используемой памяти, и конструктивные особенности ноутбука, его функциональность и производительность. В подавляющем большинстве ноутбуков используются различные версии процессоров компании Intel, хотя встречаются и ноутбуки с процессорами компании AMD, VIA и Transmeta. Однако учитывая, что такие ноутбуки на этих процессорах мало распространены на российском рынке и спрос на них невелик, в дальнейшем мы сосредоточимся именно на ноутбуках с процессорами компании Intel.

Характеристики ноутбуков

Наиболее важными характеристиками ноутбука являются:

- размер и вес;

- время автономной работы от батареи;

- производительность;

- функциональность.

Перечисленные характеристики являются в какой-то степени взаимоисключающими. К примеру, при увеличении размеров ЖК- экрана возрастает и его энерго-потребление, что, в свою очередь, сказывается на уменьшении времени автономной работы ноутбука. Увеличение ёмкости аккумуляторной батареи (с тем, чтобы продлить время автономной работы) негативно отразится на весе ноутбука.

Аналогично, высокая производительность ноутбука несовместима с длительным временем его автономной работы. Дело в том, что увеличение тактовой частоты процессора ноутбука неизбежно приводит к возрастанию поглощаемой мощности. К примеру, для современных процессоров Intel Core 2 Duo Т7250/8100 максимальная поглощаемая мощность уже перешла рубеж 100 Вт, а чем больше эта самая мощность, тем меньшее время ноутбук сможет проработать от аккумуляторной батареи.

Для решения проблемы оптимального сочетания производительности и времени автономной работы компанией Intel в свое время были выпущены специализированны мобильные версии процессоров: Mobile Intel Celeron M 550, Mobile Intel Core 2 Duo T5450.

Основное отличие между мобильными процессорами и процессорами для стационарных ПК заключается в средствах управления энергопотреблением, что, в свою очередь, позволяет увеличить продолжительность автономной работы ноутбука на мобильном процессоре.

К таким средствам относится, например, технология Intel SpeedStep, позволяющая динамически снижать частоту процессора и напряжение питания при работе от батареи в зависимости от загрузки процессора.

Наколенные компьютеры – это портативные компьютеры типа «Laptop», что означает «наколенные», оформляются в виде небольших чемоданчиков размером с «дипломат», их вес обычно в пределах 5-10 кг. Аппаратное и программное обеспечение позволяет им успешно конкурировать с лучшими стационарными ПК.

В современных моделях Laptop часто используются микропроцессоры Pentium (с тактовой частотой более 1000 МГц), оперативная память до 128 Мбайт, накопитель на жёстком диске ёмкостью до 20 Гбайт, часто съёмный, возможно использование CD-ROM и другого мультимедийного обеспечения.

Laptop в последние годы уступают свое место ноутбукам.

Ручные компьютеры (Hand-held или Palmtop - «наладонные») и карманные компьютеры (КПК или Pocket или Pocket – Size ) - это самый бурно развивающийся класс портативных компьютеров. В них используются свои операционные системы, отличные от ОС настольных компьютеров. Эти компьютеры имеют массу около 300 граммов, типичные размеры в сложенном состоянии 150 х 80 х 25 мм. Они выгодно отличаются от ноутбуков, которые при всей своей компактности и больших функциональных возможностях требуют для транспортировки специальной сумки. КПК имеют и большую автономность работы.

Карманные компьютеры – это полноправные персональные компьютеры, имеющие микропроцессор, оперативную и постоянную память, монохромный или цветной жидкокристаллический дисплей, портативную клавиатуру; порт-разъем (часто беспроводной инфракрасный) для подключения с целью обмена информацией к стационарному ПК и другим внешним устройствам.

Первый КПК Pilot был создан в 1992 году в компании U.S. Robotics.

Важные характеристики современных карманных компьютеров:

- поддержка обмена данными с настольными компьютерами;

- возможность ввода текста и хранения его в памяти;

- работа с электронными таблицами для всевозможных расчетов;

- возможность подключения принтера для распечатки документов;

- возможность отправлять и принимать факсы;

- работа с электронной почтой и сетью Интернет;

- наличие яркого, хорошо читаемого экрана, часто с подсветкой;

- возможность долговременной работы в автономном режиме;

- работа с аудиосистемами;

- способность распознавать почерк человека и переводить его в печатные буквы. КПК можно классифицировать по нескольким признакам. По способу ввода информации их можно разделить на бесклавиатурные и клавиатурные.

Бесклавиатурные карманные компьютеры характерны тем, что ввод информации осуществляется с помощью специального пера (Stylus), хранящегося в корпусе КПК. Пользователь оперирует им с пиктограммами и определёнными зонами на сенсорном экране. Ввод символов (букв, цифр и т. д.) осуществляется либо при помощи вызова на экран специальной виртуальной клавиатуры, либо с помощью системы распознавания рукописного ввода. В последнем случае в фиксированной зоне экрана вызываются по определённым правилам специальные графические символы, так называемые Graffiti. Возможен и ввод данных из персонального компьютера в КПК.

Клавиатурные карманные компьютеры имеют миниатюрную клавиатуру для ввода информации и управления КПК, примерно соответствующую по своим возможностям стандартной клавиатуре обычных настольных ПК. На этих компьютерах также возможна работа с помощью пера через сенсорный экран.

По используемым операционным системам карманные компьютеры можно разделить на три группы: в качестве операционных систем используются Palm OS, EPOC и Windows СЕ. Наряду со стандартным программным обеспечением, позволяющим работать в привычной среде (для Windows СЕ, например, существуют упрощённые версии Excel, Word, Internet Explorer и т. д.). КПК комплектуются и стандартным деловым набором, характерным для PDA - электронных секретарей, органайзеров, электронных записных книжек и переводчиков. В частности, поэтому КПК вытесняют постепенно указанные виды портативных компьютеров.

Вся информация, хранимая в КПК, при необходимости передаётся в настольные ПК или в другой КПК. Передача осуществляется при помощи прямого кабельного соединения либо посредством инфракрасных портов. Обычно возможна работа и с Интернетом, электронной почтой, в частности через систему сотовой телефонной связи.

Многие модели КПК способны увеличить свои функциональные возможности за счёт использования слотов расширения и подключения внешних периферийных устройств через порты.

Класс самых миниатюрных ПК, которые в последнее время получили название «микросы» (Micros), постоянно расширяется с одновременным процессами и их дальнейшей миниатюризации, повышения мощности и наделения новыми функциональными возможностями.

Специализированные ПК – это собой миниатюрные компьютеры. Среди специализированных миниатюрных ПК можно выделить:

- электронные органайзеры (electronic organazers) и персональные цифровые секретари (personal Digital Assistant - PDA) – это миниатюрные специализированные ПК, весом менее 500 грамм, предназначенные для организации и планирования индивидуальной деятельности любого человека, с возможностью ведения личных баз данных, формирования сообщений и отправки их нужному адресату;

- программные калькуляторы (Programmable Calculators) – это миниатюрные компьютеры, предназначенные для специализированной обработки научной или бизнес - информации, имеющий собственный язык программирования;

- калькуляторы (Calculators) – это наименьшие, массовые, широкоиспользуемые ПК, специализированные на выполнение определенных видов вычислений (основные математические операции, несложные инженерные, технические и экономические расчёты и т.д.);

- электронные игры (Calculator/computer - electronic games) – это миниатюрный специализированный компьютер или калькулятор, реализующий функции одной или нескольких игр.

Электронные секретари класса PDA (Personal Digital Assistance) – это карманные компьютеры (массой не более 0,5 кг), имеющие широкие функциональные возможности. В частности, они снабжены аппаратным и встроенным программным обеспечением, ориентированным на организацию электронных справочников, хранящих имена, адреса и номера телефонов, информацию о распорядке дня и встречах, списки текущих дел, записи расходов и т. п.; имеют встроенные текстовые, а иногда и графические редакторы, электронные таблицы.

Большинство PDA оснащены модемами и могут обмениваться информацией с другими ПК, а при подключении к вычислительной сети могут получать и отправлять электронную почту и факсы. Некоторые из них имеют даже автоматические номеронабиратели. Новейшие модели PDA с целью дистанционного беспроводного обмена информацией с другими компьютерами оборудованы радиомодемами и инфракрасными портами.

Ручной ввод информации возможен с клавиатуры (клавиатура QWERTY у моделей HP 100LX, Casio Boss, Psion Series), у некоторых моделей имеется «перьевой» ввод: сенсорный экран, указка (перо) и экранная эмуляция клавиатуры (указкой можно «нажимать» клавиши на экране), а у других - предусмотрен гибридный ввод: с клавиатуры, а для выбора пунктов меню и некоторых рукописных записей - перьевой ввод.

Электронные секретари обычно имеют небольшой жидкокристаллический дисплей (иногда размещенный в съёмной крышке компьютера) и возможность наращивания ресурсов по спецификации PCMCIA.

Современные PDA вполне способны конкурировать с младшими моделями ноутбуков, существенно превосходя их по таким параметрам, как портативность, цена, удобство работы в пути, встроенные возможности поддержки самых современных телекоммуникационных технологий (сотовая телефония, пейджинговая связь, инфракрасная и радиосвязь).

Ещё недавно многие специалисты считали, что на смену эры ноутбуков уже пришла эра PDA. Все фирмы: Apple, Casio, Compaq, HP, IBM, Lacky, LG Electronics, Motorola, NEC, Sony, Sharp, Toshiba и т. д. выпустили свои PDA.

Электронные записные книжки (Organizer - органайзеры) – это «легчайшая категория» портативных компьютеров, вес их не превышает 200 г. Органайзеры пользователем не программируются, но имеют память ёмкостью от 2 до 256 Кбайт, в которую можно записать необходимую информацию и отредактировать её (имеется встроенный текстовый редактор). В памяти органайзера можно хранить телефонную и адресную книги, деловые письма, тексты соглашений, контрактов, распорядок дня и деловых встреч. В органайзерах имеется внутренний таймер и возможность звукового напоминания о деле в заданное время. Есть защита информации от несанкционированного доступа, обычно по паролю.

У органайзеров есть разъём для подключения к компьютеру, небольшой монохромный жидкокристаллический дисплей. Благодаря низкому потреблению мощности питание от аккумулятора обеспечивает без подзарядки хранение информации до 5 лет.

Планшетные ПК (Penbased или Tablets) – это ПЭВМ со специализированным набором функций, управляемые при помощи специального «пера» (перьевого манипулятора) лил клавиатуры. Среди планшетных ПК имеются ПЭВМ, размером ручных, карманных и калькуляторов. Наиболее широко возможность управления при помощи пера используется в персональных цифровых ассистентах PDA.

Трудно себе представить руководителя фирмы, менеджера, бизнесмена, научного работника, журналиста, которому не приходилось бы работать вне офиса дома или во время всевозможных поездок. А поскольку эффективная работа без компьютера сегодня уже невозможна, все названные специалисты широко используют портативные компьютеры, наиболее приспособленные для работы в подобных условиях. По своим возможностям портативные компьютеры ничем не уступают обычным настольным системам, а по ряду параметров и превосходят их.

При работе в офисе или дома можно перейти на обычную клавиатуру и видеомонитор, портативный компьютер может подключаться к настольному компьютеру.

В качестве терминала, большинство моделей позволяют подключаться к вычислительной сети, а некоторые из них могут подключаться к сети, в том числе и к сети Интернет, даже дистанционно по радиоканалу, обеспечивая своему владельцу полную свободу передвижения.

Планшетные компьютеры – это компьютеры, имеющие большой экран и позволяющие вводить информацию либо с помощью специальной указки (электронного пера), либо с помощью клавиатуры.

Компьютеры с перьевым вводом часто называют Tablet PC. Они имеют габариты тома книги и позволяют вводить и редактировать информацию (тексты и рисунки), изображая её на экране, как на обычном листе бумаге. При необходимости можно через интерфейс USB подключить к ним и клавиатуру. Tablet PC имеют достаточно ёмкую память, для них ожидается появление голосового ввода и беспроводного доступа в Интернет. Функциональные характеристики Tablet PC соответствуют характеристикам хороших ноутбуков.

В ряде стран выпускаются и более дешёвые планшетные компьютеры с вводом информации только с помощью клавиатуры. Они получили название «райтеров» (writer - писатель). «Райтер» представляет собой компьютер с жидкокристаллическим дисплеем и обычной (немалогабаритной) клавиатурой. «Райтер» имеет единственную встроенную программу текстового редактора (Word). В память «райтера» можно поместить текст до 10 авторских листов (солидная книга). Есть возможность обмениваться информацией через гибкий диск, поддерживаются проводная связь с персональным компьютером и электронная почта. «Райтеры» сейчас очень популярны среди журналистов и писателей, студентов.

ПК составляют самый широко используемый класс ЭВМ. При этом область их применения постоянно расширяется, увеличивается их мощность, или придаются все новые и новые функции. При объединении в сети ПК обеспечивают возможность многочисленным пользователям и информационным работникам обмениваются данными, информацией, знаниями, осуществлять доступ к национальным и мировым информационным ресурсам. Несмотря на это, ПК имеют существенные ограничения по решению больших экономических задач, обработки больших объёмов экономической информации, а иногда и по скорости вычислений.