Файл: Состав и свойства вычислительных систем. Информационное и математическое обеспечение вычислительных систем (Другие виды классификации компьютеров).pdf

Стоит отметить, что термин «мультимедиа» означает комбинацию нескольких типов данных в одном документе (текстовые, графические, музыкальные и видеоданные) или набор устройств для воспроизведения этого комплекса данных.

С 1999 года в области персональных компьютеров начал действовать международный стандарт сертификации - спецификация PC99. Он регулирует принципы классификации персональных компьютеров и устанавливает минимальные и рекомендуемые требования для каждой из категорий. Новый стандарт устанавливает следующие категории персональных компьютеров:

• Consumer PC (массовый ПК);
• Office РС (деловой ПК);
• Mibile РС (портативный ПК);
• Workstation РС (рабочая станция);
• Entertainment РС (развлекательный ПК).

Согласно спецификации PC99, большинство персональных компьютеров, представленных на рынке, относятся к категории массовых ПК. Для бизнес-ПК требования к инструментам воспроизведения графики сведены к минимуму, а требования к работе с аудиоданными вообще не представлены. Для ноутбуков наличие инструментов для создания подключений удаленного доступа, то есть компьютерных коммуникаций, является обязательным. В категории рабочих станций повышены требования к устройствам хранения данных, а в категории развлекательных ПК - к средствам воспроизведения графики и звука.

1.2. Другие виды классификации компьютеров

В классификации по уровню специализации компьютеры делятся на универсальные и специализированные. На основе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольной композиции (состав компьютерной системы называется конфигурацией). Так, например, один и тот же персональный компьютер можно использовать для работы с текстами, музыкой, графикой, фото и видео материалами.

Специализированные компьютеры предназначены для решения определенного круга задач. К таким машинам относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, кораблей, самолетов, космических кораблей. Бортовые компьютеры управляют средствами ориентации и навигации, контролируют состояние бортовых систем, выполняют некоторые функции автоматического управления и связи, а также большинство функций оптимизации систем объекта (например, оптимизируют расход топлива объекта в зависимости от конкретные условия вождения). Специализированные графически ориентированные мини-ЭВМ называются графическими станциями. Они используются при подготовке кино- и видеофильмов, а также в рекламной продукции. Специализированные компьютеры, которые объединяют корпоративные компьютеры в единую сеть, называются файловыми серверами. Машины, которые передают информацию между различными участниками глобальной компьютерной сети, называются сетевыми серверами.

---

Во многих случаях обычные универсальные компьютеры также могут справляться с задачами специализированных компьютерных систем, но считается, что использование специализированных систем все еще более эффективно. Критерием оценки эффективности является отношение производительности оборудования к его стоимости.

В классификация по размеру персональные компьютеры можно классифицировать по так называемым типоразмерам. Итак, различайте настольные (desktop), портативные (notebook) и карманные (laptop) модели:

• настольные модели являются наиболее распространенными. Они связаны с рабочим местом. Эти модели отличаются простыми изменениями конфигурации из-за несложного подключения дополнительных внешних устройств или установки дополнительных внутренних компонентов. Достаточные габариты корпуса в настольной версии позволяют выполнять большую часть такой работы без привлечения специалистов, а это позволяет оптимально настроить компьютерную систему для решения именно тех задач, для которых он был приобретен;
• портативные модели удобны для транспортировки. Они используются бизнесменами, бизнесменами, руководителями предприятий и организаций, тратят много времени на командировки и переезды. Вы можете работать с ноутбуком при отсутствии рабочего места. Особая привлекательность портативных компьютеров обусловлена тем, что их можно использовать как средство связи. Подключив такой компьютер к телефонной сети, можно наладить обмен данными между ним и центральным компьютером вашей организации из любой географической точки. Таким образом, они обмениваются данными, передают заказы и заказы, получают коммерческие данные, отчеты и отчеты. Портативные компьютеры не очень удобны для использования на рабочем месте, но их можно подключать к настольным компьютерам, которые используются постоянно;
• карманные модели выполняют функции «умных записных книжек». Они позволяют хранить оперативные данные и получать быстрый доступ к ним. Некоторые карманные модели имеют сложное программное обеспечение, которое облегчает немедленную работу, но снижает гибкость при выборе прикладных программ.

Затрагивая классификацию совместимости, можно сказать, что в мире существует много разных типов и видов компьютеров. Они выпускаются разными производителями, собираются из разных деталей, работают с разными программами. В этом случае совместимость различных компьютеров друг с другом становится очень важной проблемой. Взаимозаменяемость узлов и устройств, предназначенных для разных компьютеров, возможность переноса программ с одного компьютера на другой и возможность совместной работы компьютеров разных типов с одними и теми же данными, зависят от совместимости.

---

Но поговорим о, можно сказать, одной из самых важных совместимостей, - об аппаратной совместимости. По аппаратной совместимости выделяются так называемые аппаратные платформы. В области персональных компьютеров на сегодняшний день двумя наиболее распространенными аппаратными платформами являются IBM PC и Mac MacPosh. Помимо них существуют и другие платформы, распространенность которых ограничена отдельными регионами или отдельными отраслями. Тот факт, что компьютеры принадлежат к одной и той же аппаратной платформе, повышает совместимость между ними, а принадлежность к разным платформам - уменьшает их.

Помимо совместимости с оборудованием, существуют другие типы совместимости: совместимость на уровне операционной системы, совместимость программного обеспечения, совместимость на уровне данных.

Конечно же, стоит затронуть и классификацию по типу используемого процессора. Процессор является основным компонентом любого компьютера. Это специальный чип, который выполняет все вычисления на компьютере. Даже если компьютеры принадлежат к одной аппаратной платформе, они могут отличаться процессорами, которые используют.

Глава 2. СОСТАВ И СВОЙСТВА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Состав вычислительной системы называется конфигурацией. Аппаратное и программное обеспечение компьютерной техники рассматривается отдельно. Соответственно, аппаратная конфигурация компьютерных систем и их программная конфигурация рассматриваются отдельно. Этот принцип разделения имеет особое значение для информатики, поскольку очень часто решение одних и тех же проблем может быть обеспечено как аппаратными, так и программными средствами. Критериями выбора аппаратного или программного решения являются производительность и эффективность. Общепринято, что аппаратные решения в среднем стоят дороже, но внедрение программных решений требует более высокой квалификации персонала.

• 1. Аппаратное обеспечение

Аппаратное обеспечение вычислительных систем включает в себя приборы и устройства, которые формируют аппаратную конфигурацию. Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют блочно-модульную конструкцию - аппаратную конфигурацию, необходимую для выполнения конкретных видов работ, может быть собрана из готовых узлов и блоков.

---

По способу расположения устройств относительно центрального процессора (CPU - Central Processing Unit, ЦПУ) различают внутренние и внешние устройства. Внешними, как правило, являются большинство устройств ввода-вывода данных (также называемых периферийными устройствами) и некоторые устройства, предназначенные для длительного хранения данных.

Координация между отдельными узлами и блоками осуществляется с использованием переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами. Стандарты аппаратных интерфейсов в вычислительной технике называются протоколами. Таким образом, протокол — это набор технических условий, которые должны быть предоставлены разработчиками устройств для успешной координации их работы с другими приборами.

Многочисленные интерфейсы, присутствующие в архитектуре любой вычислительной системы, можно разделить на две большие группы: последовательные и параллельные. Через последовательный интерфейс данные передаются последовательно, побитно, а параллельно - одновременно группами битов. Количество битов, участвующих в одном пакете, определяется битовой глубиной интерфейса, например, восьмибитные параллельные интерфейсы передают один байт (8 бит) за цикл.

Параллельные интерфейсы обычно имеют более сложное устройство, чем последовательные, но обеспечивают лучшую производительность. Они используются там, где важна скорость передачи данных: для подключения устройств печати, устройств ввода графической информации, регистраторов данных к внешнему носителю и т.д. Производительность параллельных интерфейсов измеряется в байтах в секунду (байт/с; Кбайт/с; Мбайт/с).

Последовательные интерфейсы проще; как правило, им не нужно синхронизировать работу передающего и принимающего устройств (поэтому их часто называют асинхронными интерфейсами), но их пропускная способность ниже и эффективность (коэффициент полезного действия) ниже, поскольку из-за отсутствия синхронизации пакетов полезные данные предшествуют и дополняются служебными данными, то есть один служебный байт может содержать 1-3 служебных бита (состав и структура отправки определяются конкретным протоколом).

Поскольку обмен данными через последовательные устройства осуществляется не в байтах, а в битах, их производительность измеряется в битах в секунду (бит/с, Кбит/с, Мбит/с). Несмотря на кажущуюся простоту преобразования единиц измерения скорости последовательной передачи в единицы измерения скорости параллельной передачи данных с помощью механического деления на 8, это преобразование не выполняется, поскольку оно некорректно из-за наличия служебных данных. В крайних случаях, с поправкой на служебные данные, иногда скорость последовательных устройств выражается в знаках в секунду или, что то же самое, в символах в секунду (с/с), но это значение не техническое, а для справки.

---

Последовательные интерфейсы используются для подключения «медленных» устройств (простых некачественных печатающих устройств, устройств ввода и вывода для информации о знаках и сигналах, контрольных датчиков, неэффективных устройств связи и т. д.), А также в случаях, когда их нет. существенные ограничения по продолжительности обмена данными (большинство цифровых камер).

1. Программное обеспечение

Программы — это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой компьютерной программы - управление оборудованием. Даже если на первый взгляд программа никак не взаимодействует с оборудованием, не требует ввода данных с устройств ввода и не осуществляет вывод данных на устройства вывода, ее работа по-прежнему основана на управлении аппаратными устройствами компьютера.

Программное и аппаратное обеспечение компьютера работает в постоянном общении и в постоянном взаимодействии. Несмотря на то, что рассматриваются эти две категории по отдельности, следует помнить, что между ними существует диалектическая связь, и их раздельное рассмотрение является по меньшей мере условным.

Состав программного обеспечения вычислительной системы называется конфигурацией программного обеспечения. Существует связь между программами, а также между физическими узлами и блоками - многие программы работают на основе других программ более низкого уровня, то есть можно говорить о межпрограммном интерфейсе. Возможность существования такого интерфейса также основана на существовании технических спецификаций и протоколов взаимодействия, но на практике это обеспечивается распространением программного обеспечения на нескольких уровнях, взаимодействующих друг с другом. Уровни программного обеспечения представляют собой пирамидальную конструкцию, (Рисунок 2). Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предыдущих уровней. Такой раздел удобен для всех этапов работы с компьютерной системой, от установки программ до практической эксплуатации и обслуживания. Стоит обратить внимание, что каждый вышеперечисленный (вышележащий) уровень повышает функциональность всей системы. Так, например, компьютерная система с программным обеспечением базового уровня не способна выполнять большинство функций, но позволит установить системное программное обеспечение.

Уровни программного обеспечения (ПО):

• базовый уровень;
• системный уровень;
• служебный уровень;
• прикладной уровень.

---