A számítógép az emberiség egyik legfényesebb találmánya. A számítástechnikának köszönhetően az emberek hatalmas mennyiségű adatot tárolhattak és dolgozhattak fel, felgyorsíthatták az életritmust, számításokat végezhettek, online vásárolhattak, és soha nem látott termelékenységet érhettek el. Az eszköz megfelelő kiválasztásához és működtetéséhez ismernie kell a számítógépek osztályozási módszereit.
A világ számítógépesítésének fokozatossága
A számítógép bármely elektronikus eszközként definiálható, amely adatokat fogad és fogad, tárol és feldolgoz a felhasználó számára érthető információvá. Ez a meghatározás manapság számos hasznos és szükséges eszközt tartalmaz, például órákat, számológépeket, tévéket, hőmérőket, laptopokat, mobiltelefonokat és sok mást.
Mindegyik fogadja az adatokat és hajt végre műveleteket a szükséges információkkal. A számítógép csak egy általános kifejezés a sok eszközből álló rendszerre. A korábbi idők számítógépei egy szoba méretűek voltak, és hatalmas mennyiségű áramot fogyasztottak. Napjainkban a tudományos és technológiai fejlődés minimálisra csökkentette a gépek méretét, lecsökkentve azokat a méretükrekis órákat. És ez nem a határ.
Jelenleg a számítógépek besorolása:
- életkor szerint;
- teljesítmény és méret tekintetében;
- cél vagy funkció szerint;
- mikroprocesszorok száma szerint;
- „BIT” bináris számmal;
- alkalmazási terület szerint;
- felhasználók száma szerint;
- adatfeldolgozási séma szerint;
- hardverhez és szoftverhez;
- a számítógépmemória méretétől függően.
Öt számítógép-generáció
Az eszközök generáció szerint, életkor szerint vannak csoportosítva. Ide tartoznak az első, második, harmadik, negyedik és ötödik generációs autók.
Öt számítógépgeneráció különbözik az információfeldolgozási mechanizmusokban:
- Az első a vákuumcsövekben van.
- Másodszor – tranzisztorokban.
- Harmadik – integrált áramkörökben.
- Negyedik – mikroprocesszoros chipekben.
- Ötödik a mesterséges intelligenciára képes okoseszközök.
Az első generációs számítógépek. Ez a gépek egy generációja, amelyet 1946 és 1957 között hoztak létre. Ezeknek az eszközöknek a következő jellemzői voltak:
- Vákuumcsövek a csatlakoztatáshoz.
- Mágneses dobok memóriaként az adatfeldolgozáshoz.
- Alacsony operációs rendszer.
- Sok telepítési helyet fogl alt el, néha egy egész helyiséget.
- Sok energiát emésztett fel, ugyanakkor hatalmas mennyiségű energiát bocsátott ki a környezetbe, amigépek megsemmisítése.
A második generációs számítógépek 1958 és 1964 között léteztek. A következő jellemzőkkel rendelkeztek:
- Használt tranzisztorok.
- Kisebb külső gépmennyiség az első generációs számítógépekhez képest.
- Kevesebb energiát fogyasztott.
- Az operációs rendszer gyorsabb volt.
E generáció során olyan programozási nyelveket fejlesztettek ki, mint a Cobol és a Fortran, és lyukkártyákban használtak adatbevitelre és nyomtatásra.
A harmadik generációs számítógépek 1965 és 1971 között léteztek.
Jellemzők:
- Használt integrált áramkörök (IC-k).
- Kisebbek voltak a chipek használata miatt.
- Nagy memóriával rendelkezett az adatfeldolgozáshoz.
- A feldolgozási sebesség sokkal gyorsabb volt.
- Az ezekben a számítógépekben használt technológia a Small Scale Integration (SSI) technológia.
LSI nagyléptékű integrációs technológia
A 4. generációs számítógépeket 1972-től az 1990-es évekig gyártották. Nagyléptékű integrációs (LSI) technológiát használtak:
- Nagy memóriaméret.
- Nagy feldolgozási sebesség.
- Kis méret és ár.
- Az adatfeldolgozó rendszerrel jól együttműködő billentyűzettel készült.
Ebben a szakaszban az internet gyors fejlődése ment végbe.
A további fejlesztések közé tartozik a grafikus felhasználói felület (GUI) és az egér bevezetése. A grafikus felhasználói felületen kívül az ilyen típusú számítógépek olyanokat is használnakfelhasználói felületek:
- természetes nyelv;
- Q&A;
- parancssor (CLI);
- űrlapok kitöltése.
A 4. számítógép létrehozását az Intel C4004 mikroprocesszor kezdeményezte, miután a gyártók elkezdték integrálni ezeket a mikrochipeket új dizájnjukba.
1981-ben az International Business Machine bemutatta első otthoni számítógépét, az IBM PC néven ismert.
A számítógépek funkcionális különbsége
A számítógépek cél vagy funkcionalitás szerinti osztályozása általános célú és speciális célú gépekre oszlik. Az első sok problémát megold. Azt mondják, hogy többcélúak, mivel sokféle feladatot látnak el. Az általános célú számítógépek közé tartoznak például az asztali számítógépek és a laptopok.
A speciális célú számítógépek csak meghatározott problémákat oldanak meg. Kizárólag meghatározott feladatok elvégzésére tervezték. A speciális célú számítógépek közé tartoznak például a számológépek és a pénzszámláló.
Adatfeldolgozási sémák
A számítógépek osztályozása adatfeldolgozás szerint. Az adatfeldolgozási sémáktól függően az eszközök analógra, digitálisra vagy hibridre oszthatók.
Az analóg számítógépek a mérés elvén működnek, amelyek során a méréseket adatokká alakítják. A modern analóg eszközök általában elektromos paramétereket, például feszültségeket, ellenállásokat vagy áramokat használnak a feldolgozott mennyiségek ábrázolására. Ilyen számítógépeknem kapcsolódnak közvetlenül a számokhoz. Folytonos fizikai mennyiségeket mérnek.
A digitális számítógépek azok, amelyek digitális formában megjelenített numerikus vagy egyéb információkkal dolgoznak. Az ilyen eszközök digitális értékekben dolgozzák fel az adatokat (0 és 1 mp-ben), és nagyobb pontossággal és gyorsabban adnak eredményt.
A hibrid eszközök magukban foglalják egy analóg számítógép mérési funkcióját és egy digitális eszköz számláló funkcióját. Ezek a gépek analóg alkatrészeket használnak számítási célokra, és digitális tárolóeszközöket a tároláshoz.
A számítógépek teljesítmény és méret szerinti osztályozása
A számítógépek különböző méretekben állnak rendelkezésre, és e különbségek miatt különféle feladatokat végeznek különböző kapacitással.
A számítógép memóriájának osztályozása típus szerint:
- Mikroszámítógépek.
- Miniszámítógépek.
- Szuperszámítógépek.
- Mainframes.
- Mobil számítógépek.
Mikroszámítógépek. Kisebbek és olcsóbbak, mint a nagygépek és szuperszámítógépek, de kevésbé hatékonyak is. Például személyi számítógépek (PC-k) és asztali eszközök.
Miniszámítógépek. Ezek közepes méretű számítógépek, amelyek olcsóbbak, mint a nagyszámítógépek és a szuperszámítógépek. Például az IBM középkategóriás gépei.
Mobileszközök. A személyi számítógépek besorolása a munka közben a felhasználó ölében elhelyezett, közepes méretű laptopok és netbookok, a kisebb kézi eszközök, amelyeket kézzel lehet tartani.mobiltelefonok, számológépek és digitális személyi asszisztensek (PDA-k).
Mainframe számítógépek. Ezek nagyon nagy, drága számítógépes rendszerek. Gyorsabban dolgozzák fel az adatokat, és olcsóbbak, mint a szuperszámítógépek.
Szuperszámítógépek. A gyorsabb gépek nagyon drágák, mert rengeteg matematikai számítást végeznek. Nagyon nagy mennyiségű adat feldolgozására használják őket.
A leggyorsabb és legerősebb szuperszámítógép nagyon drága, és olyan speciális alkalmazásokhoz használják, amelyek hatalmas matematikai számításokat igényelnek, például időjárás-előrejelzés. A szuperszámítástechnika egyéb alkalmazásai közé tartozik a mozgásgrafika, a folyadékdinamikai számítások, az atomenergia-kutatás és az olajkutatás.
A fő különbség a szuperszámítógép és a nagyszámítógép között az, hogy az előbbi teljes erejét néhány konkrét feladatra irányítja, míg a nagyszámítógépek több program egyidejű futtatására használják fel erejüket. A nagyszámítógép nagyon nagy és drága, képes egyszerre több száz vagy akár több ezer felhasználó támogatására.
Egy egyszerű mikroprocesszorral kezdődő hierarchiában, például az órák alján és a szuperszámítógépek a lista tetején, a nagyszámítógépek a szuperszámítógépek alatt vannak. Bizonyos értelemben a nagyszámítógépek erősebbek, mint a szuperszámítógépek, mivel sok egyidejű felhasználót támogatnak, de a szuperszámítógépekfuttasson egy programot gyorsabban, mint a nagyszámítógépeken.
A mikroszámítógép a legkisebb általános célú feldolgozó rendszer. A régebbi számítógép 8 bites processzort indított 3,7 MB-nál, a jelenlegi 64 bites processzort 4,66 GB-nál.
Az ilyen eszközök két típusra oszthatók:
- Asztali eszközök.
- Hordozható mechanizmusok.
A különbség az, hogy a hordozható lehetőségek utazás közben is használhatók, míg az asztali számítógépek nem hordozhatók.
Rendezés a mikroprocesszorok száma szerint
A mikroprocesszorok száma alapján a számítógépek a következőkre oszthatók:
- Sekvenciális.
- Párhuzamos.
Soros számítógépek – az ilyen eszközökön végzett bármely feladatot csak a mikroszámítógép hajtja végre. A legtöbb ilyen eszköz szekvenciális számítógép, ahol minden feladat egy szekvenciális utasítást hajt végre az elejétől a végéig.
A párhuzamos számítógépek viszonylag gyorsak. Új típusú gépek, amelyek nagyszámú processzort használnak. A processzorok különböző feladatokat önállóan hajtanak végre, és egyben növelik az összetett programok sebességét. A párhuzamos számítógépek sokkal alacsonyabb költséggel megegyeznek a szuperszámítógépek sebességével.
BIT-elválasztás
Ez a számítógépek besorolása a szóhossz alapján. A bináris számjegyet BIT-nek nevezik. A szó egy bitcsoport, amely rögzítettszámítógéphez. A szóban lévő bitek száma (vagy szóhossz) határozza meg az összes karakter megjelenítését azokban a bitekben. A szavak hossza 16 és 64 bit között van a legtöbb modern számítógépen.
A bináris számjegy vagy bit az információ legkisebb egysége a számítógépen. Információ tárolására és igaz/hamis vagy be/ki beállítására szolgál. Egy egyedi bit értéke 0 vagy 1, amelyet jellemzően adatok tárolására és bájtcsoportokban történő utasítások végrehajtására használnak. A számítógépeket gyakran az egyszerre feldolgozni képes bitek száma vagy a memóriacímben lévő bitek száma alapján osztályozzák.
Sok rendszer négy nyolcbites bájtot használ egy 32 bites szó létrehozásához. A bit értékét általában a memóriamodulban lévő kondenzátor elektromos töltési szintje felett vagy alatt tárolják. Pozitív logikát használó eszközök esetén az 1-es érték (igaz vagy magas) az elektromos testhez viszonyított pozitív feszültség, a 0-ás (hamis vagy alacsony) pedig 0.
Tipológia alkalmazási terület és felhasználók szerint
A számítógépek besorolása a modern világban alkalmazásaiktól és céljaiktól függ. Arról is, hogy hány felhasználó használja majd munkája során a gépeket. Az eszközök alkalmazás szerint vannak osztályozva:
- Speciális célú járművek.
- Általános célú számítógépek.
Az előbbieket csak egy adott feladat vagy alkalmazás követelményeinek való megfelelésre tervezték. Utasítás,egy adott feladat elvégzéséhez szükségesek, állandóan a belső memóriában tárolódnak, így egyetlen paranccsal el tud végezni egy feladatot. Ez a számítógép nem rendelkezik extra opciókkal, ezért olcsóbb.
Az általános célú számítógépeket úgy tervezték, hogy megfeleljenek számos különböző alkalmazás igényeinek. Ezeken a gépeken az adott feladat végrehajtásához szükséges utasítások véglegesen be vannak dugva a belső memóriába. Ha egy feladat befejeződött, egy másik jobhoz tartozó utasítások betölthetők a belső memóriába feldolgozás céljából. Ez az általános célú gép használható bérszámfejtésre, készletkezelésre, értékesítési jelentésre stb.
A személyi számítógépek besorolása a felhasználók számától függően:
- Egyfelhasználós mód – egyszerre csak egy felhasználó használhatja az erőforrást.
- Többfelhasználós mód – egy számítógépen egyszerre több felhasználó osztozik.
Számítógépes hálózat – több, egymással összekapcsolt autonóm gép, amelyet sok felhasználó használ bármikor.
Firmware specifikáció
A hardver a számítógépes rendszert alkotó fizikai összetevők. A személyi számítógépes szoftverek besorolása a szoftvereket és a kapcsolódó adatokat a számítógépes hardverekhez sorolja fel.
A hardver és a szoftver szimbiotikus kapcsolatban áll egymással, vagyis PC-szoftver nélkülnagyon korlátozott, és a hardver nélkül a szoftver egyáltalán nem fog működni. Szükségük van egymásra ahhoz, hogy kiteljesítsék a potenciáljukat.
Számítógépes szoftverek besorolása:
- Az operációs rendszer olyan szoftver, amely lehetővé teszi a felhasználó számára a hardver vezérlését anélkül, hogy belemerülne annak összetettségébe.
- Segédprogramok – speciális berendezések kezelésével kapcsolatos feladatokat hajtanak végre. A számítógépes szoftverek ilyen típusú osztályozása magában foglalja a tömörítő programokat, formázókat, töredezettség-mentesítőket és egyéb lemezkezelő eszközöket.
- A könyvtári programok a gyakran használt rutinok összeállított könyvtárai. Windows rendszereken általában a DLL fájlkiterjesztést hordozzák, és gyakran futásidejű könyvtárakként is hivatkoznak rájuk.
- Fordítók – Függetlenül attól, hogy a felhasználó milyen nyelvet vagy nyelvtípust ír programokat, azoknak gépi kódban kell lenniük ahhoz, hogy a számítógép felismerje és végrehajtsa.
- Az alkalmazásszoftvert jellemzően olyan feladatokhoz használják, amelyek kapcsolatban állnak az eszközön kívüli világgal.
A Computer Device Classification a számítógépeket hardvertípusok szerint kategorizálja, például a számítógéphez fizikailag csatlakoztatott merevlemezek és bármi, ami fizikailag megérinthető. A CD, a monitor, a nyomtató és a videokártya mind a számítógépes hardver példái. Hardver nélkül a számítógép és a szoftver sem fog működni.
Hardver és szoftvera szoftverek kölcsönhatásba lépnek egymással: a szoftver megmondja a hardvernek, hogy milyen feladatokat kell végrehajtania.
A számítógép-kiépítés osztályozása eszköztípus szerint:
- beviteli eszközök;
- tárhely;
- feldolgozás;
- menedzsment;
- out.
A számítógép memóriájának jellemzője
A számítógép memóriája olyan, mint az emberi agy, amelyet adatok és utasítások tárolására használnak. A számítógép memóriája nagyon kis cellákra oszlik. Az utóbbiak mindegyikének egyedi helye van, minden helynek van egy állandó címe, amely 0 és 65535 között van.
A számítógépek főként három típusú memóriát használnak:
- A cache memória egy nagy sebességű memória, amely felgyorsítja a processzort. Pufferként működik a processzor és a fő memória között. A CPU által használt, rendszeresen használt adatok és programfájlok a gyorsítótárban tárolódnak. A CPU szükség esetén hozzáférhet az adatokhoz. Amikor az operációs rendszer elindul, néhány fontos fájlt és adatot átmásol a lemezről a gyorsítótárba, ahonnan a processzor könnyen elérheti őket.
- Elsődleges memória (fő memória). Az elsődleges memória tartalmazza az összes fájlt és adatot vagy utasítást, amelyen a számítógép fut. A számítógép kikapcsolásakor az elsődleges memóriában tárolt adatok örökre elvesznek. Ennek az erőforrásnak a kapacitása korlátozott. A félvezető eszközt az elsődleges memóriában használják, amely lassabb, mint egy regiszter. A fő két alkategóriájamemória - RAM és ROM.
- Másodlagos memória. Külsőnek ismerjük. Lassabb, mint a fő memória. Az erőforrások az adatok és információk állandó tárolására szolgálnak. A processzor bizonyos I/O rutinokon keresztül éri el a másodlagos memóriaadatokat. A másodlagos memóriacellák tartalma először a fő memóriába kerül, majd a CPU hozzáférhet hozzá. Példa kiegészítő memóriára: DVD, lemez, CD-ROM stb.
Ezen információk elolvasása után a felhasználó könnyen meg tudja válaszolni a számítógépek besorolásának kérdését.
A számítógépek 5. generációja: jelen és jövő
Az ötödik generációs számítógépek az eszközök korábbi generációiban elért technológiai fejlődésre épülnek. Megvalósításukkal a tervek szerint a digitális korszak kezdete óta felhalmozott emberi intelligencia és adatbázisok felhasználásával javítják az emberek és a gépek közötti interakciót. E projektek közül sok már végrehajtás alatt van, míg mások még fejlesztés alatt állnak.
A modern számítógépek 5. generációs eszközök besorolása egy olyan rendszer, amelynek van kezdete, de nincs vége, mivel az ebbe a csoportba tartozó eszközök még fejlesztés alatt állnak és feltalálás alatt állnak. Fejlesztésük az 1990-es években kezdődött és ma is tart. Nagy léptékű integrációt (VLSI) használnak.
Az AI-gyorsítás úttörői a Google, az Amazon, a Microsoft, az Apple, a Facebook és a Tesla. A kezdeti eredmények már látszanak a smartonotthoni eszközök, amelyeket arra terveztek, hogy automatizálják és integrálják a tevékenységeket az otthoni életfenntartó rendszerbe.
