Методи класифікації компютерів

Комп’ютер — одне з найяскравіших винаходів людства. Завдяки комп’ютерним технологіям люди змогли домогтися зберігання та обробки величезних обсягів даних, прискорити темпи життя, виконувати розрахунки, покупки онлайн і домогтися небаченої продуктивності праці. Для того щоб правильно вибирати і експлуатувати пристрій, потрібно знати методи класифікації комп’ютерів.

Градація світової комп’ютеризації

Комп’ютер може бути визначений як будь-який електронний пристрій, який отримує і приймає дані, зберігає і обробляє їх в значущу інформацію зрозумілу користувачеві. Під це визначення сьогодні потрапляє безліч корисних і потрібних пристроїв, таких як годинники, калькулятори, телевізори, термометри, ноутбуки, мобільні телефони та багато інших.

Всі вони отримують дані і здійснюють операції з необхідною інформацією. Computer — це всього лише загальний термін системи, що складається з безлічі пристроїв. Комп’ютери більш ранніх часів були розміром з кімнату і споживали величезну кількість електроенергії. Сьогодні науково-технічний прогрес мінімізував розміри машин, зменшивши їх до розмірів невеликих годин. І це ще не межа.

В даний час комп’ютери класифікуються:

  • за віком;
  • за потужністю та розмірами;
  • за призначенням або функціональності;
  • за кількістю мікропроцесорів;
  • за бінарним «BIT»;
  • по області застосування;
  • за кількістю користувачів;
  • за схемами обробки даних;
  • з апаратного та програмного забезпечення;
  • за розміром комп’ютерної пам’яті.

П’ять комп’ютерних поколінь

За віком пристрою згруповані за поколінням. До них відносяться машини першого, другого, третього, четвертого і п’ятого поколінь.

П’ять комп’ютерних поколінь відрізняються механізмами обробки інформації:

  • Перше – у вакуумних трубах.
  • Друге – в транзисторах.
  • Третє – в інтегральних схемах.
  • Четверте – в мікропроцесорних чіпах.
  • П’яте – в інтелектуальних пристроях, здатних до штучного інтелекту.
  • Комп’ютери першого покоління. Це покоління машин, які були створені між 1946 та 1957 роками. Ці пристрої мали наступні характеристики:

  • Вакуумні трубки для підключення.
  • Магнітні барабани в якості пам’яті для обробки даних.
  • Низька операційна система.
  • Займали великий простір для установки, часом цілу кімнату.
  • Споживали багато енергії, в той же час викидали величезна кількість енергії в навколишнє середовище, яка могла призвести до руйнування машин.
  • Комп’ютери другого покоління існували між 1958 і 1964 роками. Вони володіли наступними особливостями:

  • Використовувалися транзистори.
  • Менший зовнішній об’єм машин порівняно з комп’ютерами першого покоління.
  • Споживали менше енергії.
  • Операційна система була більш швидкою.
  • Протягом цього покоління були розроблені мови програмування, такі як Cobol і Fortran, що використовувався в перфокартах для введення і друку даних.

    Комп’ютери третього покоління існували між 1965 і 1971.

    Особливості:

  • Використовували інтегральні схеми (ІС).
  • Були меншими за розміром завдяки використанню чіпів.
  • Мали велику пам’ять для обробки даних.
  • Швидкість обробки була набагато вище.
  • Технологія, використана на цих комп’ютерах – технологія малого ступеня інтеграції (SSI).
  • Технологія широкомасштабної інтеграції LSI

    Комп’ютери 4-го покоління випускалися з 1972 по 1990-ті роки. На них використовувалася технологія широкомасштабної інтеграції (LSI):

  • Великий розмір пам’яті.
  • Висока швидкість обробки.
  • Невеликі розміри і ціна.
  • Випускалися з клавіатурою, яка добре взаємодіяла з системою обробки даних.
  • На цьому етапі відбулася швидка еволюція в інтернеті.

    Інші досягнення, які були зроблені, включали введення графічного інтерфейсу користувача (GUI) і миші. Крім GUI цей вид комп’ютерів використовує такі інтерфейси:

    • природної мови;
    • запитань і відповідей;
    • командного рядка (CLI);
    • заповнення форм.

    Створення 4-го комп’ютера ініціював мікропроцесор Intel C4004, після того, як виробники почали інтегрувати ці мікрочіпи в свої нові розробки.

    У 1981 році International Business Machine представила свій перший комп’ютер для дому, він був відомий як IBM PC.

    Функціональне розходження комп’ютерів

    Класифікація комп’ютерів за призначенням або функціональності поділяють на машини загального і спеціального призначення. Перші з них вирішують безліч проблем. Вони, як кажуть, є багатоцільовими, оскільки вони виконують широке коло завдань. Приклади комп’ютерів загального призначення включають настільні комп’ютери і ноутбуки.

    Комп’ютери спеціального призначення вирішують конкретні проблеми. Вони призначені для виконання виключно певних завдань. Приклади комп’ютерів спеціального призначення можуть включати калькулятори і лічильник грошей.

    Схеми обробки даних

    Класифікація комп’ютерів по обробці даних. Залежно від схем обробки даних пристрої діляться на аналогові, цифрові або гібридні.

    Аналогові комп’ютери працюють за принципом вимірювання, у якому отримані вимірювання переводяться в дані. Сучасні аналогові девайси зазвичай використовують електричні параметри, такі як напруги, опору або струми, для подання оброблюваних величин. Такі комп’ютери не мають прямого відношення до цифр. Вони вимірюють безперервні фізичні величини.

    Цифрові комп’ютери — це ті, які працюють з інформацією, чисельними або іншими, представленими в цифровій формі. Такі пристрої обробляють дані в цифрових значеннях (0 і 1) і дають результати з більшою точністю і швидкістю.

    Гібридні пристрої включають в себе функцію вимірювання аналогового комп’ютера і рахункової функції цифрового девайса. В обчислювальних цілях ці машини використовують аналогові компоненти, а для зберігання використовують цифрові запам’ятовуючі пристрої.

    Класифікація комп’ютерів за потужністю та розмірами

    Комп’ютери доступні в різних розмірах і завдяки цим відмінностям вони виконують різноманітні види робіт різною потужністю.

    Класифікація пам’яті комп’ютера за видами:

  • Мікрокомп’ютери.
  • Мінікомп’ютери.
  • Суперкомп’ютери.
  • Мейнфрейми.
  • Мобільні комп’ютери.
  • Мікрокомп’ютери. Вони менше і дешевше у порівнянні з мейнфреймами і суперкомп’ютерами, але і менш ефективні. Наприклад, персональні комп’ютери (ПК) і настільні пристрої.

    Мінікомп’ютери. Це комп’ютери середнього розміру, які коштують дешевше, ніж мейнфрейми і суперкомп’ютери. Наприклад, машини середнього класу IBM.

    Мобільні девайси. Класифікація персональних комп’ютерів – це ноутбуки і нетбуки середнього розміру, розміщені на колінах користувача при роботі, кишенькові пристрої меншого розміру, які можуть утримуватися руками – мобільні телефони, калькулятори і кишеньковий персональний комп’ютер (КПК).

    ЕОМ-мейнфрейми. Це дуже великі дорогі комп’ютерні системи. Вони швидше обробляють дані і дешевше у порівнянні з суперкомп’ютерами.

    Суперкомп’ютери. Більш швидкі машини, дуже дорогі, так як виконують велику кількість математичних обчислень. Їх використовують для обробки великих масивів даних.

    Самий швидкий і потужний суперкомп’ютер дуже дорогий і використовується для спеціалізованих додатків, що вимагають величезних математичних розрахунків, наприклад, для прогнозування погоди. Інші застосування суперкомп’ютерів включають анімовану графіку, рідинні динамічні розрахунки, дослідження ядерної енергії та розвідку нафти.

    Основна відмінність між суперкомп’ютером і мейнфреймом полягає в тому, що перший направляє всю свою потужність на виконання деяких специфічних завдань, тоді як мейнфрейми використовують свою потужність для одночасного виконання багатьох програм. Комп’ютер для мейнфреймів дуже великий і дорогий, здатний одночасно підтримувати сотні або навіть тисячі користувачів.

    В ієрархії, яка починається з простого мікропроцесора, наприклад, в годиннику внизу і суперкомп’ютерів на вершині списку, мейнфрейми знаходяться трохи нижче суперкомп’ютерів. У певному сенсі, мейнфрейми більш потужні, ніж суперкомп’ютери, тому що вони підтримують безліч одночасно працюючих користувачів, але суперкомп’ютери можуть виконувати одну програму швидше, ніж мейнфрейми.

    Мікрокомп’ютер — найменша система обробки загального призначення. Старший ПК почав 8-бітний процесор зі швидкістю 3,7 Мб і поточний 64-процесорний процесор з частотою 4,66 Гб.

    Подібні пристрої можна розділити на два типу:

  • Настільні девайси.
  • Портативні механізми.
  • Різниця полягає в тому, що портативні варіанти можуть використовуватися під час поїздок, тоді як настільні комп’ютери не можуть переноситися.

    Систематизація за кількістю мікропроцесорів

    Грунтуючись на кількості мікропроцесорів, комп’ютери можна розділити:

  • Послідовні.
  • Паралельні.
  • Послідовні комп’ютери — будь завдання, що виконується на таких пристроях, виконується тільки мікрокомп’ютером. Більшість подібних пристроїв є послідовними комп’ютерами, де будь-якої задачі завершується послідовна інструкція від початку до кінця.

    Паралельні комп’ютери щодо швидкі. Нові типи машин, які використовують велику кількість процесорів. Процесори виконують різні завдання самостійно і одночасно підвищують швидкість виконання складних програм. Паралельні комп’ютери відповідають швидкості суперкомп’ютерів, при цьому мають набагато меншу ціну.

    Поділ за принципом BIT

    Це класифікація комп’ютерів на основі довжини слова. Бінарна цифра називається BIT. Слово являє собою групу бітів, яка фіксується для комп’ютера. Кількість біт в слові (або довжині слова) визначає подання всіх символів в цих бітах. Довжина слова в діапазоні від 16 до 64 біт у більшості сучасних комп’ютерів.

    Бінарна цифра або біт — це найменша одиниця інформації на комп’ютері. Використовується для зберігання інформації та має значення true / false або on / off. Індивідуальний біт має значення 0 або 1, яке зазвичай використовується для зберігання даних і реалізації інструкцій у групах байтів. Комп’ютер часто класифікується за кількістю біт, яке він може обробляти за один раз, або за кількістю біт у адресі пам’яті.

    Багато системи використовують чотири восьмибітних байта для формування 32-бітного слова. Значення біт зазвичай зберігається вище або нижче виділеного рівня електричного заряду конденсатора всередині модуля пам’яті. Для пристроїв, що використовують позитивну логіку, значення 1 (справжнє значення або висока) є позитивним напругою щодо електричного заземлення, а значення 0 (помилкове значення або низький) — 0.

    Типологія по області програми і користувачам

    Класифікація комп’ютерів у сучасному світі залежить від їх додатків і призначень. Також і від того, скільки користувачів будуть використовувати машини в своїй роботі. Пристрої класифікуються за додатками:

  • Машини спеціального призначення.
  • Комп’ютери загального призначення.
  • Перші призначені тільки для відповідності вимогам конкретної задачі або програми. Інструкції, необхідні для виконання певної задачі, постійно зберігаються у внутрішній пам’яті, так що вона може виконувати завдання по одній команді. Такий ПК не має зайвих варіантів і тому він дешевше.

    Комп’ютери загального призначення спроектовані для задоволення потреб різних додатків. На цих машинах інструкції, необхідні для виконання конкретної задачі, постійно підключаються у внутрішню пам’ять. Коли одне завдання завершено, інструкції для іншого завдання можуть бути завантажені у внутрішню пам’ять для обробки. Це машина загального призначення може бути використана для підготовки платіжних відомостей, управління запасами, звіту про продаж і т. д.

    Класифікація персональних комп’ютерів в залежності від кількості користувачів:

  • Однокористувацький режим — тільки один користувач може використовувати ресурс в будь-який час.
  • Багатокористувацький режим — спільно використовується один комп’ютер кількома користувачами в будь-який час.
  • Комп’ютерна мережа — кілька взаємопов’язаних автономних машин, якими користується безліч користувачів у будь-який час.

    Специфікація щодо апаратно-програмного забезпечення

    Апаратне забезпечення — фізичні компоненти, складові комп’ютерну систему. Класифікація програмного забезпечення персонального комп’ютера підрозділяє програмне забезпечення та пов’язані з ними дані для комп’ютерного обладнання.

    Апаратне і програмне забезпечення має симбіотичні відносини, це означає, що без програмного забезпечення ПК дуже обмежений, а без апаратного забезпечення програмне взагалі не зможе працювати. Вони потребують один одного, щоб реалізувати свій потенціал.

    Класифікація забезпечення комп’ютера:

  • Операційна система — це програмне забезпечення, яке дозволяє користувачеві керувати обладнанням, не вникаючи в її складності.
  • Утилитные програми — виконують конкретні завдання, пов’язані з управлінням обладнанням. Класифікація програмного забезпечення комп’ютера по цьому типу включають в себе програми стиснення, форматування, дефрагментації і інші інструменти управління дисками.
  • Бібліотечні програми — це скомпільовані бібліотеки загальновживаних підпрограм. В системі Windows вони зазвичай несуть DLL— розширення файлу і часто називаються бібліотеками часу виконання.
  • Перекладачі — незалежно від мови чи типу мови, який використовує користувач для написання програм, вони повинні бути в машинних кодах, щоб їх розпізнав і виконав комп’ютер.
  • Прикладне програмне забезпечення зазвичай використовується для завдань, які мають зв’язок із світом за межами девайса.
  • Класифікація пристрої комп’ютера підрозділяє комп’ютери за видами апаратного забезпечення, таких як жорсткий диск, який підключено до комп’ютера, всього того, до чого можна фізично торкнутися. Компакт-диск, монітор, принтер і відеокарта — все це приклади комп’ютерного обладнання. Без будь-яких оснащення комп’ютер не буде функціонувати, і програмне забезпечення не буде працювати.

    Апаратне і програмне забезпечення взаємодіють один з одним: програмне повідомляє апаратного, які завдання він повинен виконувати.

    Класифікація забезпечення комп’ютера за типами пристроїв:

    • пристрої введення;
    • зберігання;
    • обробки;
    • управління;
    • виведення.

    Характеристика комп’ютерної пам’яті

    Комп’ютерна пам’ять — це, як людський мозок, який використовується для зберігання даних і інструкцій. Пам’ять комп’ютера поділяється на дуже маленькі клітинки. Кожна з останніх має унікальне розташування, кожне місце має постійний адресу, який варіюється від 0 до 65535.

    Комп’ютер в основному використовують три типи пам’яті:

  • Кеш-пам’ять — це високошвидкісна пам’ять, яка прискорює роботу процесора. Вона діє як буфер між процесором і основною пам’яттю. Регулярно використовувані файли даних і програм, які використовуються ЦП, що зберігаються в пам’яті кеша. CPU може отримати доступ до даних, коли це буде потрібно. При запуску операційної системи він переносить деякі важливі файли і дані з диска в кеш-пам’ять, звідки процесор може легко отримати до них доступ.
  • Первинна пам’ять (основна пам’ять). В первинній пам’яті є всі файли і дані або інструкції, на яких працює комп’ютер. Коли комп’ютер вимкнений, дані, що зберігаються в первинній пам’яті, втрачаються назавжди. Ємність цього ресурсу обмежена. Напівпровідниковий пристрій використовується в первинній пам’яті, яка повільніше регістра. Дві підкатегорії основної пам’яті — ОЗУ і ПЗУ.
  • Вторинна пам’ять. Ми знаємо її як зовнішню. Вона повільніше основної пам’яті. Ресурс використовується для постійного зберігання даних та інформації. Процесор отримує доступ до даних вторинної пам’яті з допомогою деяких процедур введення-виведення. Вміст вторинних осередків пам’яті спочатку передається в основну пам’ять, а потім центральний процесор може отримати до неї доступ. Приклад додаткової пам’яті: DVD, диск, CD-ROM і т. д.
  • Ознайомившись з цією інформацією, користувачу не складно буде відповісти на питання привести класифікацію комп’ютерів.

    5-е покоління комп’ютерів: сьогодення та майбутнє

    Комп’ютери п’ятого покоління побудовані на технологічному прогресі, здобутий у попередніх поколіннях пристроїв. Реалізація їх планується на поліпшення взаємодії між людьми і машиною шляхом використання людського інтелекту і баз даних, накопичених з самого початку епохи цифрових технологій. Багато ці проекти вже впроваджуються, а інші все ще знаходяться на стадії розробки.

    Класифікація сучасних комп’ютерів для пристроїв 5-го покоління – це система, що має початок, але не має кінцем, оскільки девайси цієї групи все ще знаходяться в стадії розробки і винаходи. Розвиток їх почалося в 1990-х роках і триває в даний час. Вони використовують технологію широкомасштабної інтеграції (НВІС).

    Піонерами у прискоренні AI є Google, Amazon, Microsoft, Apple, Facebook і Tesla. Початкові результати вже видно на інтелектуальних домашніх пристроях, які призначені для автоматизації та інтеграції дій в системі життєзабезпечення будинку.