Вопрос 3. Понятие, назначение, классификация персональных компьютеров (пк). Критерии выбора пк. Перспективы и направления развития пк

ПК представляют наиболее многочисленный и разнообразным по составу класс ЭВМ. Они используются при решении различ­ных задач не только профессиональными программистами, но и специалистами других областей знаний и деятельности. Напри­мер, ПК используются студентами при выполнении аудиторных, лабораторных, курсовых и выпускных работ.

К ПК относится ЭВМ, управляемая одним пользователем и предоставляющая пользователю в каждом сеансе работы все свои ресурсы.

К особенностям, отличающим ПК от других («больших») ЭВМ, следует отнести небольшие габариты, отсутствие специальных тре­бований к условиям эксплуатации и наличие «дружественного» человеко-машинного интерфейса. Все это дает возможность уста­навливать ПК на рабочие места пользователей.

По размеру ПК делятся на стационарные (Desktop) и перенос­ные ПК (портативные (Laptop), блокнотного типа (Notebook) и карманные (Palmtop)).

ПК могут иметь микропроцессоры (МП) с расширенной систе­мой команд (CISC-процессоры) и МП с сокращенным набором ко­манд (RISC-прoцессоры).

Классификация ПК по назначению устанавливает четыре группы:

• массовые ПК, в том числе рабочие станции клиентов вычис­лительных сетей;

• специализированные ПК, ориентированные на работу в кон­кретных предметных областях, например в области медицины, дизайнерской работе и т.д.;

• мультимедийные ПК;

• компьютеры, выполняющие функции серверов в вычисли­тельных сетях.

Внутренние устройства ПК располагаются на системной (мате­ринской) плате. К основным внутренним устройствам относят: процессор, оперативную память, чипсет (основной набор микросхем, поддерживающих взаимодействие устройств, расположенных на системной плате), кэш-память (сверхоперативная), постоянное запоминающее устройство с базовой системой ввода/вывода, универсальные интерфейсы (ISA, PCI, USB, AGP), системную шину, генератор тактовых импульсов, адаптеры и порты ввода/вывода.

Внешние, или периферийные устройства ПК подключаются к системной плате через адаптеры (контроллеры). Они подразделяются на три группы:

• устройства ввода данных (клавиатура, сканер, графический планшет, специальные манипуляторы (мышь, джойстик, трекбол, татчпад);

• устройства вывода данных (монитор, принтер, графопостроители);

• устройства ввода/вывода и хранения данных (накопители на различных машинных носителях, флэш-память). Память ПК делится на внутреннюю (быстродействующую, но энергозависимую) и внешнюю (более медленную, но энергозависимою).

Внутренняя память подразделяется на основную оперативную, кэш-память и постоянную.

Устройства внешней памяти: накопители на жестких дисках; накопители на компакт-дисках; накопители на гибких дисках, в том числе на дисках повышенной плотности записи (ZIP-дисках) емкостью 190 Мб и 250 Мб; накопители на магнитной ленте (стримеры); флэш-память. По каждому виду памяти следует указать назначение и дать краткую функциональную и техническую характеристику.

При выборе ПК следует учитывать следующие положения:

• параметры выбираемых аппаратных средств должны быть не меньше минимально необходимых;

• необходимо добиваться наилучшего соотношения «надежность—производительность—цена»;

• наличие достаточного числа различных портов ввода/вывода слотов расширения на системной плате, отсеков в корпусе и т.д. для подключения дополнительных внутренних и внешних устройств;

• ПК следует выбирать с учетом планируемого использования программного обеспечения, существующих тенденций развития компьютерного рынка, возможностей последующей модернизации и расширения функциональных возможностей;

• недостаточный уровень параметров одних устройств может быть частично компенсирован другими устройствами, например, недостаточное быстродействие процессора может быть компенсировано увеличенным объемом оперативной памяти;

• при приобретении ПК необходимо оговаривать все условия гарантийного и постгарантийного ремонта, возможность получение консультации, проведения модернизации ПК. Следует обратить особое внимание на наличие качественной документации.

Принимая решение о приобретении ПК, в случае недостатка технических знаний и знаний рынка целесообразно прибегнуть к помощи специалистов.

Как правило, высокую надежность имеют серийные ПК, производимые известными фирмами с хорошей репутацией. Такие устройства носят название «brand name», имеют высокие и стабильные параметры, хорошо документированы, обеспечиваются над лежащим обслуживанием, но характеризуются повышенной ценой. Следует учитывать, что изделия «brand name» с трудом под даются модернизации, требуют соответствующих комплектующая и ремонтируются только в определенных сервисных центрах.

Перспективы и направления развития ПК. Одним из направлений развития ПК является тенденция постепенной замены настольных ПК на мобильные ПК.

Другим направлением развития ПК является улучшение характеристик его устройств: увеличение производительности процессоров, емкости жестких дисков и оперативной памяти, сокращение времени доступа к хранимым данным, увеличение размеров быстродействия флэш-памяти, появление новых носителей информации (например, флэш-карт), снижение энергопотребления, улучшение эргономичности и безопасности устройств.

В области производства МП настал момент пересмотра принципов создания микросхем, так как удвоение числа транзисторе» в интегральных схемах происходит каждые два года.

Отметим следующие направления усовершенствования МП:

• повышение уровня параллелизма вычислений за счет внедрения синхронной многопотоковой технологии Hyper-Threading, которая позволяет одновременно выполнять на одном процессоре несколько программ (приложений) или различные части одной программы;

• переход от одного монолитного ядра к нескольким ядрам на одном кристалле;

• организация на одном кристалле кэш-памяти большего via с прямым доступом к ней нескольких высокопроизводительных ядер общего назначения, а также специальных ядер для выполнения различных классов вычислений, таких как графика, алгоритмы распознавания речи, обработка коммуникационных протоков.

В настоящее время в оперативной памяти доминирует синхронная динамическая память DDR2 SDRAM с произвольным доступом с удвоенной скоростью передачи и данных, обладающая возможностью передачи четырех порций данных за один тактовый импульс.

Дальнейшим совершенствованием ОП является появление двухканальной памяти, в которой достигается одновременное чтение (или запись) данных из двух банков памяти, что приводит к увеличению быстродействия ОП еще в два раза.

Имеет место устойчивая тенденция роста доли многофункциональных периферийных устройств ПК. Это относится к уст­ройствам, совмещающим функции копирования, сканирования, и факсимильной передачи, цветной и черно-белой печати. В области производства и использования мониторов происхо­дит постепенная замена мониторов с электронно-лучевой трубкой на жидкокристаллические мониторы (ЖК-мониторы). В свою очередь на смену ЖК-мониторам приходят более дешевые мониторы на основе технологии электросмачивания. Они выполнены из хорошо пропускающих световой поток ячеек, заполненных смесью масла с хромоформными добавками и деионизированной водой.

Перспективными остаются технологии хранения данных на оптических носителях. Для этого вида устройств разрабатываются двухслойные записываемые диски типа DVD-R емкостью 30 Гб.

Интенсивно развиваются технологии создания скоростной флэш-памяти с интерфейсом USB.