Klasifikace počítačů.
Definice počítače.
Na levé a pravé straně rovnice jsou součty elektrických efektů ve svislých částech návrhového diagramu.
Rovnice je řešena pro h 1 . Dosazením EV výrazů (viz vzorce 5, 7, 8) dostaneme:
Osobní počítače (PC) a jejich klasifikace.
(Snímek 1)
1. Definice počítače.
2. Klasifikace počítačů podle principu činnosti
3. Klasifikace počítačů podle fází vzniku a základny prvků.
4. Rozdělení podle zásad provozu a použití.
4.1. Velké počítače popř sálové počítače.
4.2. Malé počítače popř Mini - počítač.
4.3. Mikropočítače popř mikro - počítač .
5. Síťová klasifikace počítačů.
6. Osobní počítače (PC) a jejich klasifikace.
6.1. Klasifikace podle specifikace PC99.
6.2. Klasifikace podle úrovně specializace.
6.3. Klasifikace podle účelu a standardních velikostí.
6.4. Klasifikace kompatibility
6.5. Rozdělení podle typu použitého procesoru.
7. Hlavní závěry.
1. Definice počítače.
Předběžné definice .
· Počítačové inženýrství - soubor zařízení určených pro automatické nebo automatizované zpracování dat .
· Počítačový systém - specifická sada interagujících zařízení a programů navržená tak, aby sloužila jednomu pracovišti.
· počítač (elektronický počítač) nebo Počítač - centrální zařízení většiny počítačových systémů.
· Počítač - Jedná se o univerzální elektronické zařízení určené k automatizaci procesů a práce při vytváření, ukládání, zpracování, přepravě, reprodukci a vydávání dat.
Základní definice.
Elektronický počítač nebo počítač - Jedná se o soubor hardwaru a softwaru určený k automatizaci přípravy a řešení uživatelských úloh. Pod uživatel rozumět osobě, v jejímž zájmu jsou údaje zpracovávány. Snižovat pracnost přípravy problémů k řešení, efektivně využívat individuální hardware, software a počítač obecně, stejně jako usnadnění jejich provozu, každý z nich počítač má speciální sadu softwarových nástrojů.
Některý software umožňuje interakci uživatele s počítač a je jakýmsi prostředníkem mezi nimi. Dostala jméno operační systém a je základní software počítač.
Pod software pochopil sada softwarových nástrojů pro běžné používání, s cílem vytvořit potřebnou službu pro uživatele.
2. Klasifikace počítačů podle principu činnosti.
Počítače lze klasifikovat podle řady vlastností, zejména:
· princip fungování;
· etapy tvorby a základna prvků;
· jmenování;
· způsob organizace výpočetního procesu;
· velikost, výpočetní výkon;
· funkčnost;
· schopnost spouštět programy paralelně atd.
Podle princip fungování počítač jsou rozděleny do tří velkých tříd:
· analogový;
· digitální;
· hybridní.
Digitální počítač- digitální počítače neboli diskrétní výpočetní stroje - pracují s informacemi prezentovanými v diskrétní, či spíše digitální podobě.
AVM- analogové počítače nebo spojité počítací stroje - pracují s informacemi prezentovanými ve spojité (analogové) formě, to znamená ve formě spojité řady hodnot libovolné fyzikální veličiny (nejčastěji elektrického napětí).
GVM - hybridní výpočetní stroje nebo kombinované počítače - pracují s informacemi prezentovanými v digitální i analogové podobě; spojují výhody AVM A Digitální počítač. GVM Je vhodné jej použít při řešení problémů řízení složitých vysokorychlostních technických systémů.
V ekonomii , ve vědě a technice získaly ohromné uplatnění Digitální počítač s elektrická reprezentace diskrétních informací - elektronické digitální počítače, obvykle nazýván jednoduše elektronické počítání auta (POČÍTAČ).
3. Klasifikace počítačů podle fází vzniku a základny prvků.
Hlavní etapy a trendy ve vývoji počítačů, jejich hardwaru a softwaru - (Snímek 2)
Podle etapy tvorby A elementová základna Počítače se běžně dělí na generace:
1. generace, 50. léta: Počítače využívající elektronky.
Hlavní aktivní prvek počítačů první generace byla elektronka, zbývající součásti elektronického zařízení jsou obyčejné odpory, kondenzátory a transformátory. Vybudovat RAM již od středu 50. léta letech se začaly používat prvky speciálně vyvinuté pro tento účel - feritová jádra. Nejprve se jako vstupně-výstupní zařízení používalo standardní telegrafní zařízení (dálnopisy, děrovačky, vysílače, zařízení počítacích a děrovacích strojů) a poté byla speciálně vyvinuta elektromechanická paměťová zařízení na magnetických páskách, bubnech, kotoučích a vysokorychlostních tiskařských zařízeních.
Počítače této generace byly velké, spotřebovávaly hodně energie, měly relativně nízkou rychlost, malou kapacitu RAM a nízkou spolehlivost. Rychlost těchto strojů se pohybovala od několika stovek do několika tisíc operací za sekundu, kapacita paměti byla několik tisíc strojových slov a spolehlivost byla počítána na několik hodin provozu.
V nich byl automatizován pouze šestý stupeň, protože prakticky neexistoval žádný software. Všech pět předchozích si musel uživatel připravit ručně sám, až po příjem strojových kódů pro programy. Náročná a rutinní povaha těchto zakázek byla zdrojem velkého počtu chyb v zadáních. Proto v počítač V dalších generacích se objevily nejprve prvky a poté celé systémy, které usnadňovaly proces přípravy problémů k řešení.
2. generace, 60. léta: Počítače založené na diskrétních polovodičových součástkách (tranzistorech).
K výměně žárovek v autech druhá generace (Start 60. léta XX století) dorazily tranzistory. Počítače začaly mít větší rychlost, kapacitu RAM a spolehlivost. Všechny hlavní charakteristiky se zvýšily o 1-2 objednat. Výrazně se snížily rozměry, hmotnost a spotřeba. Velkým úspěchem bylo použití tištěných spojů. Zvýšila se spolehlivost elektromechanických vstupně/výstupních zařízení, jejichž měrná hmotnost se zvýšila. Stroje druhé generace začaly mít větší výpočetní a logické možnosti.
Charakteristickým rysem strojů druhé generace je jejich odlišení podle použití. Počítače se objevily k řešení vědeckých, technických a ekonomických problémů, k řízení výrobních procesů a různých objektů (řízení strojů).
Spolu s technickým vylepšením počítač Vyvíjejí se metody a techniky programování výpočtů, jejichž nejvyšší úrovní je vznik automatizovaných programovacích systémů, které výrazně usnadňují těžkou práci matematiků a programátorů. Algoritmické jazyky prošly velkým vývojem a aplikací ( ALGOL, FORTRAN atd.), což výrazně zjednodušuje proces přípravy problémů k řešení. S příchodem algoritmických jazyků se počet čistých programátorů prudce snížil, protože sami uživatelé mohli psát programy v těchto jazycích.
3. generace, 70. léta: počítače na bázi polovodičových integrovaných obvodů s nízkým a středním stupněm integrace (stovky - tisíce tranzistorů v jednom pouzdře).
Třetí generace počítačů(na konci 60. léta 20. století- začátek 70. léta 20. století let) se vyznačuje širokým používáním integrovaných obvodů.
Integrovaný obvod- speciální elektronický obvod, vyrobený ve formě jediného polovodičového krystalu, který kombinuje velké množství aktivních prvků (diod a tranzistorů) - je kompletní logický a funkční blok odpovídající poměrně složitému tranzistorovému obvodu.
Díky použití integrovaných obvodů bylo možné zlepšit technické a provozní vlastnosti strojů. Počítačová technika začala disponovat širokou škálou zařízení, která umožňují budovat nejrůznější systémy zpracování dat zaměřené na různé aplikace. To bylo také usnadněno používáním tzv. sestava vícevrstvých tištěných spojů .
U počítačů třetí generace se výrazně rozšířila nabídka různých elektromechanických vstupních a výstupních zařízení. Charakteristickým rysem vývoje softwarových nástrojů této generace je vznik výrazného software (PODLE) a vývoj jeho jádra - operační systémy , zodpovědný za organizaci a řízení výpočetního procesu. Tady je slovo " počítač"stále začal být nahrazován konceptem" výpočetní systém “, což do značné míry odráželo komplikaci hardwarové i softwarové části počítač.
operační systém (OS) plánuje pořadí distribuce a použití zdroje výpočetního systému a také zajišťuje jejich koordinovaný provoz.
Pod zdroje obvykle rozumí těm nástrojům, které se používají pro výpočty:
strojového času jednotlivých zpracovatelů popř počítač, zahrnuté v systému;
· objemy RAM a externí paměti;
· samostatná zařízení,
· informační pole;
· knihovny programů;
· samostatné programy, obecné i speciální aplikace atd.
Stroje třetí generace výrazně rozšířily možnost poskytovat k nim přímý přístup od účastníků nacházejících se na různých, včetně významných (desítky a stovky kilometrů) vzdáleností. Pohodlí komunikace mezi předplatitelem a strojem je dosaženo prostřednictvím rozvinuté sítě sdružených účastnických bodů počítač informační komunikační kanály a související software.
4. generace, 80.-90. léta: počítače založené na velkých a ultravelkých integrovaných obvodech, z nichž hlavním je mikroprocesor (statisíce - desítky milionů aktivních prvků v jednom čipu).
BIS - velké integrované obvody obsahují hustě zabalené aktivní prvky. Veškeré počítačové elektronické vybavení 1 generace, která obsadila sál o rozloze 100-150 m2 m uloženy v jednom mikroprocesoru s plochou 1,5-2 m2 cm. Vzdálenosti mezi aktivními prvky v ultra velkém integrovaném obvodu jsou desetiny mikronu. Pro srovnání, tloušťka lidského vlasu je několik desítek mikronů.
Pro auta čtvrté generace (80. léta XX století) typická aplikace velké integrované obvody (BIS). Vysoký stupeň integrace přispěl ke zvýšení hustoty rozmístění elektronických zařízení, komplikaci jejich funkcí, zvýšení spolehlivosti a rychlosti a snížení nákladů. Spojení mezi strukturou stroje a jeho programovým vybavením, zejména operačním systémem, se stává těsnější.
V hloubi čtvrté generace s příchodem USA mikroprocesory ( 1971.) objevila se nová třída počítačů - mikro počítač, který bude nahrazen 80. léta 20. století přišel osobní počítač T éry ( PC). V této třídě počítač spolu s BIS se začal používat ultra-velké integrované obvody (VLSI) 32-, a pak 64- bitová hloubka.
5. generace - současnost: počítače s mnoha desítkami paralelně pracujících mikroprocesorů, umožňujících budovat efektivní systémy zpracování znalostí; počítače na ultrakomplexních mikroprocesorech s paralelní vektorovou strukturou, které současně provádějí stovky sekvenčních programových příkazů.
6. a následující generace: optoelektronické počítače s masivním paralelismem a neuronovou strukturou, s distribuovanou sítí desítek tisíc jednoduchých mikroprocesorů modelujících architekturu nervových biologických systémů.
Výkon každé další generace počítačů a kapacita všech paměťových zařízení roste zpravidla o více než řád. Počítačové technologie se odpovídajícím způsobem vyvíjely (Snímek 3).
4. Rozdělení podle zásad provozu a použití.
Rozlišovat (Snímek 4):
· velké počítače ( počítač ) nebo sálové počítače,
· malé počítače nebo mini - počítač ,
· mikropočítače nebo mikro - počítač ,
· PC - osobní počítače (Klasifikace PC bude diskutováno níže).
4.1. Velké počítače nebo sálové počítače.
Nejvýkonnější počítače slouží k obsluze velmi velkých organizací a celých sektorů národního hospodářství. Obslužný personál velký počítač jde o desítky lidí. Na základě takových superpočítačů tvoří VC - výpočetní středisek, včetně několika oddělení nebo skupin.
Navzdory rozšířeným PC, význam velký počítač neklesá. Vzhledem k vysokým nákladům na jejich údržbu během provozu velký počítač Je zvykem plánovat a brát v úvahu každou minutu. Pro úsporu provozního času velký počítač nízkovýkonné operace vstupu, výstupu a přípravy primárních dat jsou prováděny pomocí PC, pracující v komplexu. Připravená data se přenesou do velký počítač.
Centrální procesorová jednotka (CPU)- hlavní blok POČÍTAČ - blok zpracování dat a výpočet výsledků. procesor a pohonů je několik stojanů zařízení a jsou umístěny v samostatné místnosti - tzv. hermetická zóna , ve kterém jsou splněny zvýšené požadavky na teplotu, vlhkost, ochranu před elektromagnetickým rušením a prachem.
Sálové počítače jsou obsluhovány následujícími strukturálními divizemi VC:
· Skupina programování systému poskytuje software a hardware rozhraní výpočetní systém. Personál - systémových programátorů .
· Skupina programování aplikací poskytuje uživatelské rozhraní výpočetní systém . Personál - aplikační programátoři.
· Skupina pro přípravu dat .
· Skupina technické podpory.
· Skupina informační podpory - vytváří a ukládá archivy dříve vyvinutých programů a nashromážděných dat - programové knihovny nebo datové banky .
· Oddělení vydávání dat. Informace se tisknou na tiskových zařízeních - tiskárny nebo zobrazené na obrazovkách displeje.
Sálové počítače Vyznačují se vysokými náklady na vybavení a údržbu, takže provoz takových superpočítačů je organizován v nepřetržitém cyklu. Zároveň pro zvýšení efektivity počítač pracuje současně s několika úkoly, a tedy s několika uživateli. Rozdělení prostředků počítačového systému se nazývá princip sdílení času .
Velké počítače v zahraničí se často nazývají sálové počítače; Mezi ně obvykle patří počítače, které mají, as minimální :
· produktivita, ne méně 100 MIPS;
hlavní paměť o kapacitě 512 před 10 000 MB T;
Externí paměť neméně 100 GB;
· provozní režim pro více uživatelů (obsluhujte současně z 16 před 1000 uživatelé).
Hlavní směry efektivní aplikace sálové počítače - řešení vědeckých a technických problémů, práce v počítačových systémech s dávkovým zpracováním informací, práce s rozsáhlými databázemi, správa počítačových sítí a jejich zdrojů. Posledním směrem je použití sálové počítače jako velké servery pro počítačové sítě – často označované odborníky za nejrelevantnější.
Předchůdcem moderních velkých počítačů, podle jejichž standardů byly stroje této třídy v posledních desetiletích vyvíjeny ve většině zemí světa, jsou stroje spol. IBM.
1. generace sálové počítače - modely IBM 360 A IBM 370 s jejich architekturou a softwarem byly brány jako základ pro vytvoření domácího systému velkých strojů ES POČÍTAČ.
2. generace sálové počítače (1979) - IBM 3090, IBM 4300;
3. generace sálové počítače (1990) - IBM ES/9000;
4. generace sálové počítače :
· 1997- malé velikosti sálové počítače S/390 s kapacitou RAM až 16 GB byli rodina sálové počítače z jednoprocesorového modelu s vysokým výkonem 50 MIPS před 10- model procesoru s vysokou rychlostí 500 MIPS. Chcete-li zlepšit výkon, můžete kombinovat až 32 auta S/390 v tzv shluky .
· 1999 - sálové počítače průměrná produktivita AS/400, který zahrnuje 12 modely. Maximální kapacita RAM nové rodiny je 16 GB a disková paměť - 2,1 TB..
· spolehlivost,
· produktivita;
· kapacita hlavní a externí paměti;
· doba přístupu do hlavní paměti;
· přístupová doba a přenos externích úložných zařízení;
· charakteristiky vyrovnávací paměti;
· počet kanálů a účinnost systému vstupů/výstupů;
· hardwarová a softwarová kompatibilita s ostatními počítač; síťová podpora atd.
Docela podrobná diskuze sálové počítače To je způsobeno tím, že pro moderního uživatele počítačů, zvyklého na všudypřítomnost PC, je obtížné vysvětlit, že existují i jiné typy výpočetní techniky. Podle odborníků na sálové počítače Nyní je umístěno asi 70 % počítačových informací; statisíce instalovaných jen v USA sálové počítače.
4.2. Malé počítače popř Mini- POČÍTAČ.
Malé počítače (minipočítače) ) - spolehlivé a snadno použitelné počítače s mírně nižšími schopnostmi ve srovnání se sálovými počítači. Vyznačují se menší velikostí, a tedy nižší produktivitou a náklady, a využívají je velké podniky, vědecké instituce, banky a některé vysoké školy, které kombinují vzdělávací aktivity s vědeckou činností.
U průmyslových podniků mini počítač řídit výrobní procesy, ale může kombinovat řízení výroby s jinými úkoly. dokumenty Pro organizaci práce mini počítač je také vyžadováno speciální výpočetní centrum, i když ne tak početné jako pro sálové počítače .
Mini počítače(a nejmocnější z nich supermini počítače ) mají následující vlastnosti:
· produktivita - až 1000 MIPS;
kapacita hlavní paměti - až 8000 MB;
· kapacita paměti disku - až 1000 GB;
počet podporovaných uživatelů - 16-1024.
Všechny modely mini-počítače jsou vyvinuty na bázi sad mikroprocesorových integrovaných obvodů, 32-, 64- a 128- bitové mikroprocesory.
Jejich hlavní rysy:
· široký rozsah výkonu ve specifických podmínkách použití;
· jednoduchá implementace víceprocesorových a vícestrojových systémů;
· vysoká rychlost zpracování přerušení;
· schopnost pracovat s datovými formáty různých délek.
NA zásluhy minipočítače zahrnují:
· specifická architektura s velkou modularitou;
· lepší než sálové počítače poměr výkon/cena;
Praotec moderny mini-počítače lze považovat za počítače PDP-11 společnosti DEC (USA), byly prototypem domácích mini -počítač - Malé systémy počítač (SM POČÍTAČ): SM 1,2,3,4,1400,1700 atd.
Moderní supermini počítače svými parametry skutečně dohánějí sálové počítače.
4.3. Mikropočítače popř mikro - počítač .
Počítače této třídy jsou dostupné mnoha podnikům. Organizace používající mikropočítač , obvykle nevytvářejí datová centra. K údržbě takového počítače potřebují pouze malý personál o několika lidech.
Potřebné systémové programy se obvykle kupují spolu s počítačem a vývoj potřebných aplikačních programů se objednává u větších firem. VC nebo specializovanými organizacemi, nebo koupit hotový software.
Mikropočítače jsou velmi četné a rozmanité:
· Víceuživatelské mikropočítače - jedná se o výkonné mikropočítače vybavené několika video terminály a pracující v režimu sdílení času, což umožňuje efektivně pracovat na nich více uživatelům najednou.
· servery) - výkonný víceuživatelský mikropočítače v počítačových sítích určených ke zpracování požadavků od všech pracovní stanice sítí.
· Síťové počítače - zjednodušeně mikropočítače , zajišťující práci na síti a přístup k síťovým zdrojům, často specializovaný na provádění určitého typu práce (ochrana sítě před neoprávněným přístupem, organizování prohlížení síťových zdrojů, e-mailu atd.).
Podtřída zvažována samostatně později - osobní počítače ( PC ) - jednouživatelský mikropočítače , splňující požadavky obecné dostupnosti a univerzálnosti použití. Pracovní stanice jsou jednouživatelské mikropočítače , často specializované na výkon určitého druhu práce (grafika, inženýrství, vydavatelství atd.).
Většina moderních počítačů se skládá ze dvou nebo více vrstev. Existují stroje dokonce se šesti úrovněmi (obr. 1.2). Úroveň 0 - hardware stroje. Jeho elektronické obvody provádějí programy napsané v jazyce úrovně 1. Pro úplnost je třeba zmínit, že pod úrovní 0 se nachází ještě jedna úroveň. Tato úroveň není na Obr. 1.2, protože spadá do oblasti elektronického inženýrství, a proto se na něj tato kniha nevztahuje. To se nazývá úroveň fyzických zařízení. Na této úrovni jsou tranzistory, což jsou primitiva pro konstruktéry počítačů. Vysvětlit, jak tranzistory fungují, je úkolem fyziky.
Na nejnižší úrovni, digitální logická úroveň, objekty se nazývají ventily. Přestože se hradla skládají z analogových součástek, jako jsou tranzistory, lze je přesně modelovat jako digitální zařízení. Každá brána má jeden nebo více digitálních vstupů (signály představující 0 nebo 1). Brána vypočítává jednoduché funkce těchto signálů, jako je AND nebo OR. Každá brána je tvořena několika tranzistory. Několik hradel tvoří 1 bit paměti, který může obsahovat 0 nebo 1. Paměťové bity kombinované ve skupinách, například 16, 32 nebo 64, tvoří registry. Každý registr může obsahovat jedno binární číslo do určitého limitu.
Samotný počítač se také může skládat z bran.
Další úroveň - mikroarchitektonické úrovni. Na této úrovni lze vidět kolekci 8 nebo 32 registrů, které tvoří místní paměť a tzv. obvod ALU (aritmetická logická jednotka). ALU provádí jednoduché aritmetické operace. Registry spolu s formulářem ALU datová cesta, prostřednictvím kterého jsou data přijímána. Základní operace datové cesty je následující. Vybere se jeden nebo dva registry, ALU nad nimi provede nějakou operaci, jako je sčítání, a výsledek se umístí do jednoho z těchto registrů.
Na některých strojích je provoz datové cesty řízen speciálním programem tzv firmware. Na jiných strojích je datová cesta řízena hardwarem. V předchozích vydáních knihy jsme tuto úroveň nazývali „úroveň mikroprogramování“, protože v minulosti to byl téměř vždy softwarový interpret. Protože datová cesta je nyní obvykle řízena hardwarem, změnili jsme se
jméno, aby přesněji odráželo význam.
Na strojích, kde je datová cesta řízena softwarem,
Firmware je interpret pro příkazy na úrovni 2. Firmware volá příkazy z paměti a provádí je jeden po druhém pomocí datové cesty. Například pro provedení instrukce ADD je instrukce volána z paměti, její operandy jsou umístěny do registrů, ALU vypočítá součet a výsledek je předán zpět. Na počítači s hardwarovým řízením datové cesty probíhá stejný postup, ale neexistuje žádný program, který by řídil interpretaci příkazů úrovně 2.
Víceúrovňová organizace počítače 23
Druhou úroveň budeme nazývat úrovní architektury příkazového systému.
Každý výrobce vydává příručku pro počítače, které prodává, nazvanou „Machine Language Manual“ nebo „Western Wombat Model 100X Operating Principles“ atd. Tyto příručky obsahují informace na této úrovni. Když popisují sadu strojových instrukcí, ve skutečnosti popisují instrukce, které jsou prováděny firmwarem nebo hardwarem interpretu. Pokud výrobce dodává dva tlumočníky pro jeden stroj, musí vydat dva manuály strojového jazyka, zvlášť pro každý tlumočník.
Další úroveň je obvykle hybridní. Většina příkazů v jeho jazyce je také na úrovni architektury příkazového systému (příkazy dostupné na jedné z úrovní mohou být i na jiných úrovních). Tato úroveň má některé další funkce: sadu nových instrukcí, jinou organizaci paměti, schopnost spouštět dva nebo více programů současně a některé další. Při stavbě třetí úrovně je možných více možností než při stavbě první a druhé.
Nové funkce zavedené na třetí úrovni jsou prováděny interpretem, který běží na druhé úrovni. Tento interpret se kdysi nazýval operační systém. Příkazy třetí úrovně, identické s příkazy druhé úrovně, jsou prováděny firmwarem nebo hardwarem, nikoli však operačním systémem. Jinými slovy, jedna část příkazů třetí úrovně je interpretována operačním systémem a druhá část je interpretována firmwarem. To je důvod, proč je tato úroveň považována za hybridní úroveň. Tuto úroveň budeme nazývat úroveň operačního systému.
Mezi třetí a čtvrtou úrovní je podstatný rozdíl. Spodní tři úrovně nejsou určeny pro práci průměrného programátora.
Původně byly navrženy pro provoz tlumočníků a překladatelů, kteří podporují vyšší úrovně. Tito překladatelé a tlumočníci jsou složeni z tzv systémoví programátoři, kteří se specializují na vývoj a konstrukci nových virtuálních strojů. Úrovně čtyři a vyšší jsou určeny pro aplikační programátory řešící specifické problémy.
Další změnou zavedenou v úrovni 4 je způsob podpory vyšších úrovní. Úrovně 2 a 3 jsou obvykle interpretovány a úrovně 4, 5 a vyšší jsou obvykle, i když ne vždy, podporovány překladatelem.
Dalším rozdílem mezi úrovněmi 1,2,3 a úrovněmi 4,5 a výše je jazyková vlastnost. Strojové jazyky úrovně 1, 2 a 3 jsou digitální. Programy napsané v těchto jazycích se skládají z dlouhých řetězců čísel, které jsou vhodné pro počítače, ale zcela nepohodlné pro lidi. Počínaje čtvrtou úrovní jazyky obsahují slova a zkratky, které jsou pro člověka srozumitelné.
Čtvrtá úroveň představuje symbolickou podobu jednoho z jazyků
nižší úroveň kovs. Na této úrovni lze programy psát ve formě čitelné pro člověka. Tyto programy jsou nejprve přeloženy do jazyka úrovně 1, 2 nebo 3 a poté interpretovány odpovídajícím virtuálním nebo skutečným strojem. Program, který provádí vysílání, se nazývá assembler.
Pátá úroveň se obvykle skládá z jazyků určených pro aplikační programátory. Takové jazyky se nazývají jazyky na vysoké úrovni. Existují stovky jazyků na vysoké úrovni. Nejznámější z nich jsou BASIC, C, C++, Java, LISP a Prolog. Programy napsané v těchto jazycích jsou obvykle přeloženy na úroveň 3 nebo 4. Překladatelé, kteří tyto programy zpracovávají, jsou tzv. kompilátory. Všimněte si, že někdy se používá také interpretační metoda. Například Java programy jsou obvykle interpretovány.
V některých případech se pátá úroveň skládá z tlumočníka pro aplikační oblast, jako je symbolická matematika. Poskytuje data a operace pro řešení problémů v této oblasti tak, aby jim rozuměli lidé znalí symbolické matematiky.
Závěr: počítač je navržen jako hierarchická struktura úrovní, z nichž každá navazuje na předchozí. Každá vrstva představuje specifickou abstrakci s různými objekty a operacemi. Když se podíváme do počítače tímto způsobem, můžeme ignorovat zbytečné detaily a zredukovat složité téma na něco srozumitelnějšího.
Sada datových typů, operací a funkcí každé vrstvy se nazývá architektura. Architektura se zabývá aspekty, které jsou viditelné pro programátora. Například vědět, kolik paměti lze použít při psaní programu, je součástí architektury. A aspekty designu (například jaká technologie se používá k vytvoření paměti) nejsou součástí architektury. Studie o tom, jak se vyvíjejí ty části počítačového systému, které jsou viditelné pro programátory, se nazývá studie počítačová architektura. Pojmy „architektura počítače“ a „organizace počítače“ znamenají v podstatě totéž.
Vývoj víceúrovňových strojů
V této části stručně nastíníme historii vývoje víceúrovňových strojů a ukážeme, jak se v průběhu let měnil počet a povaha úrovní. Programy napsané ve strojovém jazyce (úroveň 1) mohou být okamžitě spouštěny elektronickými obvody počítače (úroveň 0), bez použití tlumočníků a překladatelů. Tyto elektronické obvody spolu s pamětí a vstupně/výstupními zařízeními tvoří Hardware. Hardware tvoří hmotné předměty – integrované obvody, desky plošných spojů, kabely, napájecí zdroje, paměťová zařízení a tiskárny. Abstraktní pojmy, algoritmy a příkazy nejsou specifické pro hardware.
Software, místo toho se skládá z algoritmů (podrobné sekvence příkazů, které popisují, jak vyřešit problém) a jejich počítačových reprezentací, tedy programů. Programy mohou být uloženy na pevném disku, disketě, CD-ROM nebo jiném médiu, ale software je v podstatě sada instrukcí, které tvoří programy, spíše než fyzické médium, na kterém jsou tyto programy zaznamenány.
U úplně prvních počítačů byla hranice mezi hardwarem a softwarem jasná. Postupem času však došlo k výraznému rozostření této hranice, a to především díky procesu vývoje.
Víceúrovňová počítačová organizace 25 počítačů, úrovně byly přidávány, odebírány a slučovány. V současné době je velmi obtížné je od sebe oddělit. Ve skutečnosti lze ústřední téma této knihy vyjádřit takto: hardware a software logicky
jsou ekvivalentní.
Jakákoli operace prováděná softwarem může být zabudována do hardwaru (nejlépe po jejím pochopení). Karen Panetta Lenz řekla; "Hardware je jen zkamenělý software." Samozřejmě to platí i obráceně: jakýkoli příkaz prováděný hardwarem lze simulovat softwarově. Rozhodnutí oddělit hardwarové a softwarové funkce je založeno na faktorech, jako jsou náklady, rychlost, spolehlivost a četnost očekávaných změn. Existuje několik pevných a rychlých pravidel, že X musí být v hardwaru a Y musí být programovatelné.
Tato rozhodnutí se mění v závislosti na trendech ve vývoji výpočetní techniky.
2.Typy počítačů
Technologické a ekonomické aspekty
Stupeň technologického pokroku lze sledovat pomocí Moorův zákon, pojmenovaný po jednom ze zakladatelů a šéfovi Intelu Gordonu Moorovi, který jej objevil v roce 1965, Moorův zákon uvádí, že počet tranzistorů na jednom čipu se každých 18 měsíců zdvojnásobí, to znamená, že se každý rok zvýší o 60 %. Rozměry mikroobvodů a data jejich výroby, uvedené na Obr. 1.6 potvrdit, že Moorův zákon stále platí.
Mnoho odborníků se domnívá, že Moorův zákon platí v 21. století, možná až do roku 2020. Je pravděpodobné, že tranzistory se brzy budou skládat pouze z několika atomů, i když pokroky v kvantových výpočtech mohou umožnit využít spin jednoho elektronu k uložení jednoho bitu.
Dalším faktorem ve vývoji výpočetní techniky je první Nathan Law of Software, pojmenovaný po Nathanu Myhrvoldovi, hlavním správci Microsoftu. Tento zákon říká: „Software je plyn. Šíří se a zcela zaplňuje nádrž, ve které se nachází.“ Moderní elektronické editory zabírají desítky megabajtů. V budoucnu budou nepochybně zabírat desítky gigabajtů. Software se neustále vyvíjí a vytváří neustálou poptávku po rychlejších procesorech, větší paměti a vyšším I/O výkonu.
Každým rokem rapidně přibývá tranzistorů na jednom čipu. Všimněte si, že úspěchy ve vývoji dalších částí počítače jsou stejně skvělé.
Vypočítat, jak rychle se pevný disk zlepšuje, je mnohem obtížnější, protože existuje několik parametrů (kapacita, rychlost přenosu dat, cena atd.), ale měření kteréhokoli z těchto parametrů ukáže, že se ukazatele za rok zvýší minimálně o 50 %. .
Velkého pokroku se dosahuje také v oblasti telekomunikací a sítí. Za necelé dvě desetiletí jsme přešli od modemů přenášejících informace rychlostí 300 b/s k analogovým modemům rychlostí 56 kb/s, telefonním linkám ISDN rychlostí 2x64 kb/s a optickým sítím rychlostí 2x64 kb/s již dnes překračuje 1 Gbit/s. Transatlantické telefonní kabely z optických vláken (např. TAT-12/13) stojí asi 700 milionů dolarů, fungují 10 let a mohou přenášet 300 000 hovorů současně, takže cena 10minutového mezikontinentálního hovoru je méně než 1 cent. Laboratorní studie potvrdily, že komunikační systémy pracující rychlostí 1 terabit/s (1012 bit/s) na vzdálenost více než 100 km bez zesilovačů jsou možné.
3. Počítačové rodiny
3.1. Široká nabídka počítačů
Richard Hamming, bývalý výzkumník z Bell Laboratories, poznamenal, že kvantitativní změna množství o řádovou velikost vede ke kvalitativní změně.
Například závodní auto, které umí jet 1000 km/h v nevadské poušti, se zásadně liší od běžného auta, které jede na dálnici rychlostí 100 km/h Stejně tak 100patrový mrakodrap není srovnatelný s deseti-. počítačů, pak se za tři desetiletí kvantitativní ukazatele zvýšily ne 10, ale 1 000 000krát.
Existují dva způsoby, jak vyvinout počítačovou technologii: buď vytvořit počítače s větším a větším výkonem za stálou cenu, nebo vyrobit stejný počítač s každým rokem snižujícím cenu. Počítačový průmysl používá obě tyto cesty k vytvoření široké škály počítačů. Velmi hrubá klasifikace moderních počítačů je uvedena v tabulce. 1.3.
Úplně nahoře jsou žetony, které jsou nalepeny na vnitřní straně přáníček, aby mohly hrát písničky k narozeninám, svatební pochody nebo něco podobného. Autor nápadu zatím nepřišel s kondolenčními kartami, které hrají pohřební pochod, ale jelikož tento nápad vypustil do spotřebitelské sféry, můžeme očekávat, že se takové karty brzy objeví. Každý, kdo byl vychován na počítačích v hodnotě milionů dolarů, prohlíží počítače, které jsou přístupné všem, v podstatě stejným způsobem jako letadlo, které je přístupné všem. Přesto by takové počítače nepochybně měly existovat (a co mluvící pytle na odpadky, které vám říkají, abyste nevyhazovali hliníkové plechovky?).
Druhou řadou jsou počítače, které jsou umístěny uvnitř telefonů, televizí, mikrovlnných trub, CD přehrávačů, hraček, panenek atd. Za pár let budou mít všechny elektrospotřebiče vestavěné počítače, jejichž počet se bude měřit v miliardách . Takové počítače se skládají z procesoru, méně než 1 MB paměti a vstupních/výstupních zařízení, to vše na jednom malém čipu, který stojí jen pár dolarů.
Další řada jsou herní počítače. Jde o běžné počítače se speciální grafikou, ale s omezeným softwarem a téměř úplnou neotevřeností, tedy možností přeprogramování. Elektronické notebooky a další kapesní počítače, stejně jako síťové počítače a webové terminály jsou jim přibližně stejné. Všechny obsahují procesor, pár megabajtů paměti, nějaký ten displej (třeba i televizi) a nic jiného. Proto jsou tak levné.
Následují osobní počítače. Jsou to ty, které si většina lidí spojuje se slovem „počítač“. Existují dva typy osobních počítačů: stolní počítače a notebooky. Obvykle obsahují několik megabajtů paměti, pevný disk s několika gigabajty dat, disk CD-ROM, modem, zvukovou kartu a další periferní zařízení. Jsou vybaveny složitými operačními systémy, lze je rozšiřovat a při práci s nimi se využívá široká škála softwaru. Počítače s procesorem Intel se obvykle nazývají „osobní počítače“, zatímco počítače s jinými
procesory - „pracovní stanice“, i když mezi nimi není velký rozdíl.
Osobní počítače a pracovní stanice se často používají jako síťové servery jak pro místní sítě (obvykle v rámci jedné organizace), tak pro Internet. Tyto počítače mají obvykle jeden nebo více procesorů, několik gigabajtů paměti a mnoho GB místa na disku. Takové počítače jsou schopny pracovat v síti při velmi vysokých rychlostech. Některé z nich dokážou zpracovat tisíce příchozích zpráv současně.
Kromě malých serverů s několika procesory existují systémy nazývané sítě pracovních stanic (NOW - Networks of Workstations) nebo clustery pracovních stanic (COW - Clusters of Workstations). Skládají se z běžných osobních počítačů nebo pracovních stanic připojených k síti, jejímž prostřednictvím se informace přenášejí rychlostí 1 Gbit/s, a speciálního softwaru, který umožňuje všem strojům současně pracovat na stejném úkolu. Takové systémy jsou široce používány ve vědě a technice. Klastry pracovních stanic mohou zahrnovat několik počítačů až několik tisíc. Díky nízkým nákladům na komponenty mohou jednotlivé organizace nakupovat stroje, které jsou efektivně mini-superpočítače.
A nyní jsme se dostali k velkým počítačům o velikosti místnosti připomínající počítače 60. let. Ve většině případů jsou tyto systémy přímými potomky velkých počítačů řady IBM-360. Obvykle nejsou o moc rychlejší než výkonné servery, ale mají vyšší rychlost I/O procesů a mají poměrně hodně místa na disku – 1 terabajt nebo více (1 terabajt = 1012 bajtů). Takové systémy jsou velmi drahé a vyžadují velké investice do softwaru, dat a personálu pro údržbu těchto počítačů. Mnoho společností zjišťuje, že je levnější jednorázově zaplatit několik milionů dolarů za takový systém, než uvažovat o nutnosti přeprogramovat všechny aplikace pro malé počítače.
Právě tato třída počítačů vedla k problému roku 2000. Problém nastal, protože programátoři COBOL v 60. a 70. letech reprezentovali rok jako dvoumístné desetinné číslo, aby ušetřili paměť. Nedokázali předvídat, že jejich software bude používán o tři nebo čtyři desetiletí později. Mnoho společností udělalo stejnou chybu, když k číslu roku přidalo pouze dvě desetinná místa. Autor této knihy předpovídá, že konec civilizace nastane o půlnoci 31. prosince 9999, kdy budou okamžitě zničeny všechny programy COBOL napsané za 8 000 let.
Následující velké počítače jsou skutečnými superpočítači. Jejich procesory pracují na velmi vysokých rychlostech, jejich kapacita paměti je mnoho gigabajtů a jejich disky a sítě jsou také velmi rychlé. V posledních letech se mnoho superpočítačů velmi podobalo, jsou téměř k nerozeznání od shluků pracovních stanic, ale mají více komponent a jsou rychlejší. Superpočítače se používají k řešení různých vědeckých a technických problémů, které vyžadují složité výpočty, jako je simulace srážkových galaxií, vývoj nových léků a simulace proudění vzduchu kolem křídla letadla.
3.2. Rodiny počítačů
V této části uvedeme stručný popis tří počítačů, které budou v této knize použity jako příklady: Pentium II, UltraSPARC II a picojava II.
V roce 1968 Robert Noyce, vynálezce křemíkového integrovaného obvodu, Gordon Moore, autor Moorova zákona, a Arthur Rock, kapitalista ze San Francisca, založili Intel Corporation na výrobu počítačových čipů. Během prvního roku své existence prodala společnost čipy pouze za 3 000 dolarů, ale poté se objem prodeje společnosti znatelně zvýšil.
Na konci 60. let byly kalkulačky velké elektromechanické stroje velikosti moderní laserové tiskárny a vážily asi 20 kg.
V září 1969 se japonská společnost Busicom obrátila na Intel Corporation s požadavkem na výrobu 12 nesériových čipů pro elektronický počítač. Inženýr Intelu Ted Hoff, pověřený tímto projektem, se rozhodl, že je možné umístit 4bitový univerzální procesor na jeden čip, který by vykonával stejné funkce a byl by jednodušší a levnější. V roce 1970 se tedy objevil první procesor na jediném čipu, procesor 4004 s 2300 tranzistory.
Všimněte si, že ani Intel, ani Busicom neměli nejmenší tušení, jaký velkolepý objev učinili. Když se Intel rozhodl, že stojí za to zkusit použít procesor 4004 v dalším vývoji, nabídl odkup všech práv na nový čip od Busicomu za 60 000 dolarů, což byla částka, kterou Busicom zaplatil Intelu za vývoj čipu. Busicom okamžitě přijal nabídku Intelu a Intel začal pracovat na 8bitové verzi čipu 8008, vydané v roce 1972.
Intel neočekával velkou poptávku po čipu 8008, a tak vydal malé množství tohoto produktu. K překvapení všech, nový čip vyvolal velký zájem, takže Intel začal vyvíjet další procesor, který porušil 16 KB paměťový limit (jako procesor 8008) stanovený počtem externích pinů na čipu. Takto se objevil malý univerzální procesor 8080, vydaný v roce 1974.
Stejně jako PDP-8 způsobil revoluci na počítačovém trhu a okamžitě se stal masovým produktem: samotný DEC prodal tisíce PDP-8 a Intel prodal miliony procesorů 8080.
V roce 1978 se objevil procesor 8086 - 16bitový procesor na jednom čipu. Procesor 8086 byl v mnoha ohledech podobný 8080, ale nebyl s ním plně kompatibilní. Pak přišel procesor 8088 se stejnou architekturou jako 8086.
Spouštěl stejné programy jako 8086, ale místo 16bitové sběrnice měl 8bitovou sběrnici, díky čemuž byl procesor pomalejší, ale stál méně než 80861. Když si IBM vybrala procesor 8088 pro IBM PC, čip se stal měřítkem ve výrobě osobních počítačů.
Ani 8088 ani 8086 neměly přístup k více než 1 MB paměti. Počátkem osmdesátých let se to stalo vážným problémem, takže Intel vyvinul 80286, kompatibilní s 8086. Základní instrukční sada zůstala v podstatě stejná jako u procesorů 8086 a 8088, ale paměť byla uspořádána trochu jinak, i když a stále mohla fungovat kvůli požadavku kompatibility s předchozími čipy. Procesor 80286 byl použit v modelech IBM PC/AT a PS/2.
Stejně jako 8088 byl velmi žádaný (hlavně proto, že jej kupující považovali za rychlejší procesor 8088).
Dalším krokem byl 32bitový procesor 80386, vydaný v roce 1985. Stejně jako 80286 byl víceméně kompatibilní se všemi staršími verzemi. Tento druh kompatibility se ukázal být přínosem pro ty, kteří používali starší software, a trochu nevýhodou pro ty, kteří preferovali moderní architekturu, nezatíženou chybami a technologiemi minulosti.
O čtyři roky později se objevil procesor 80486. Byl rychlejší než 80386, mohl provádět operace s pohyblivou řádovou čárkou a měl 8 KB vyrovnávací paměti. Mezipaměť se používá k uchování nejčastěji používaných slov uvnitř CPU a zamezení dlouhých přístupů do hlavní (RAM) paměti. Někdy se vyrovnávací paměť nenachází uvnitř CPU, ale vedle něj. 80486 měl vestavěnou podporu více procesorů, což výrobcům umožňovalo navrhovat systémy s více procesory.
V tomto okamžiku Intel, který prohrál právní bitvu o porušení pravidel pojmenovávání produktů, zjistil, že čísla (například 80486) nemohou být chráněna ochrannou známkou, takže další generace počítačů se jmenovala Pentium (z řeckého slova LEUTE - pět ). Na rozdíl od 80486, který měl jeden vnitřní pipeline, Pentium mělo dva, což mu umožňovalo běžet téměř dvakrát rychleji (na potrubí se podíváme podrobně v kapitole 2).
Když se objevila další generace počítačů, ti, kteří počítali s názvem Sexium (latinsky sex - šest), byli zklamáni. Jméno Pentium se stalo tak známým, že se ho rozhodli opustit a nový čip se jmenoval Pentium Pro. I přes takovou drobnou změnu názvu byl tento procesor velmi odlišný od předchozího. Měl úplně jinou vnitřní organizaci a mohl vykonávat až pět příkazů současně.
Další novinkou v Pentiu Pro je dvouúrovňová vyrovnávací paměť. Procesor obsahoval 8 KB paměti pro často používané instrukce a dalších 8 KB pro často používaná data. V pouzdře Pentium Pro se vedle procesoru (nikoli však na samotném čipu) nacházela další 256 KB cache paměť.
Po Pentiu Pro se objevil procesor Pentium II, v podstatě stejný jako jeho předchůdce, ale se speciálním příkazovým systémem pro multimediální úlohy (MMX - multimediální rozšíření). Tento příkazový systém měl urychlit výpočty potřebné k reprodukci obrazu a zvuku. U MMX nebyly potřeba speciální koprocesory. Tyto příkazy byly dostupné v pozdějších verzích Pentia, ale nebyly přítomny v Pentiu Pro.
Počítač Pentium II tak spojil funkce Pentia Pro s multimediálními příkazy.
Počátkem roku 1998 Intel uvedl na trh novou produktovou řadu s názvem Celeron. Celeron měl menší výkon než Pentium II, ale byl levnější. Vzhledem k tomu, že počítač Celeron má stejnou architekturu jako Pentium II, nebudeme to v této knize rozebírat. V červnu 1998 Intel vydal speciální verzi Pentia II - Xeop. Měl větší mezipaměť, jeho interní sběrnici byla rychlejší a jeho podpora více procesorů byla vylepšena, ale ve všech ostatních ohledech zůstal běžným Pentiem II, takže to také nebudeme diskutovat. Počítače rodiny Intel jsou uvedeny v tabulce. 1.4.
Všechny čipy Intel jsou kompatibilní se svými předchůdci až do výše
procesor 8086 Jinými slovy, na Pentiu II lze spouštět programy napsané pro procesor 80861 Kompatibilita byla vždy jedním z hlavních požadavků při vývoji nových počítačů, aby kupující mohli nadále pracovat se starým softwarem, aniž by za něj museli utrácet peníze. nováčci. Pentium II je samozřejmě mnohonásobně složitější než 8086, takže může vykonávat mnoho funkcí, které 8086 nedokáže. Všechna tato postupná vylepšení s každou novou verzí znamenají, že architektura Pentium II není tak jednoduchá, jak by mohla být. kdyby konstruktéři procesoru Pentium II dostali 7,5 milionu tranzistorů a instrukce, aby začali znovu.
Zajímavé je, že ačkoliv býval Moorův zákon spojován s počtem bitů v paměti počítače, platí stejně i pro procesory.
Pokud uvedeme počet tranzistorů na tomto čipu proti datu vydání každého mikroobvodu (počet tranzistorů je uveden v tabulce 1.4), uvidíme, že i zde platí Moorův zákon. Graf je na obr. 1.7.
V 70. letech byl operační systém UNIX velmi populární na mnoha univerzitách, ale osobní počítače nebyly pro tento operační systém vhodné, takže fandové UNIXu museli pracovat na minipočítačích pro sdílení času, jako jsou PDP-11 a VAX. Andy Bechtolsheim, postgraduální student na Stanfordské univerzitě, byl velmi naštvaný, že musel do počítačového centra pracovat s UNIXem. V roce 1981 tento problém vyřešil tím, že ze standardních komerčně dostupných dílů postavil vlastní osobní unixovou pracovní stanici, kterou pojmenoval SUN-1 (Stanford University Network).
Bechtolsheima si brzy všiml Vinod Khosla, 27letý Ind, který měl planoucí touhu stát se ve třiceti milionářem a odejít z podnikání. Khosla navrhl, aby Bechtolsheim založil společnost na výrobu pracovních stanic Sun. Najal Scota McNealyho, dalšího postgraduálního studenta Stanfordu, aby vedl produkci. Najali Billa Joye, hlavního tvůrce systému UNIX, aby napsal software. V roce 1982 všichni čtyři založili Sun Microsystems. První počítač společnosti, Sun-1, byl vybaven procesorem Motorola 68020 a měl velký úspěch, stejně jako jeho následující modely Sun-2 a Sun-3, které byly rovněž navrženy s použitím mikroprocesorů Motorola. Tyto stroje byly mnohem výkonnější než ostatní osobní počítače té doby (odtud název „pracovní stanice“) a byly původně určeny pro síťování. Každá pracovní stanice Sun byla vybavena síťovým adaptérem Ethernet a softwarem TCP/IP pro komunikaci s ARPANETem, předchůdcem internetu.
V roce 1987 se Sun, který do té doby prodával pracovní stanice v hodnotě půl miliardy dolarů ročně, rozhodl vyvinout svůj vlastní procesor založený na novém revolučním designu Kalifornské univerzity v Berkeley (RISC II). Tento procesor se nazýval SPARC (Scalable ProcessorARCitecture - škálovatelná architektura procesoru). Byl použit při výrobě pracovní stanice Sun-4. Po nějaké době se na tomto procesoru začaly vyrábět všechny pracovní stanice Sun.
Na rozdíl od mnoha jiných počítačových společností se Sun rozhodl nevyrábět procesory SPARC. Místo toho udělila patent na jejich výrobu několika podnikům v naději, že konkurence mezi nimi povede k vyšší kvalitě výrobků a nižším cenám. Tyto společnosti vyráběly několik různých čipů, založených na různých technologiích, pracujících při různých rychlostech a lišících se cenou.
Čipy se nazývaly MicroSPARC, HyperSPARK, SuperSPARK a TurboSPARK. Moc se od sebe nelišily, všechny byly kompatibilní a mohly spouštět stejné programy, které nebylo nutné měnit.
Sun vždy chtěl, aby komponenty a systémy pro SPARK dodávaly různé společnosti. Bylo nutné vybudovat celý průmysl, jedině v tomto případě by bylo možné konkurovat Intelu, lídrovi na trhu osobních počítačů. Aby Sun získal důvěru společností, které měly zájem vyrábět procesory SPARC, ale nechtěly investovat do produktů, které by Intel potlačoval, vytvořilo průmyslové konsorcium SPARC International, které bude vést vývoj budoucích verzí architektury SPARC. Je důležité rozlišovat mezi architekturou SPARC, což je sada instrukcí, a skutečným prováděním těchto instrukcí. V této knize budeme hovořit jak o celkové architektuře SPARC, tak o procesoru používaném v pracovní stanici SPARC (jak jsme dříve diskutovali o procesorech ve třetí a čtvrté kapitole).
První SPARC byl 32bitový a běžel na 36 MHz. Centrální procesor se jmenoval Ш (Integer Unit - celočíselný aritmetický procesor) a byl velmi průměrný. Mělo pouze tři hlavní formáty týmů a celkem pouze 55 týmů. S příchodem procesoru s pohyblivou řádovou čárkou bylo přidáno dalších 14 instrukcí. Všimněte si, že Intel začínal s 8- a 16bitovými čipy (modely 8088, 8086, 80286) a teprve poté přešel na 32bitové (model 80386) a Sun na rozdíl od Intelu okamžitě začal s 32bitovými .
Velký průlom ve vývoji SPARC nastal v roce 1995, kdy byla vyvinuta 64bitová verze (verze 9) s 64bitovými adresami a registry. První pracovní stanicí s touto architekturou byl UltraSPARC I, vydaný v roce 1995. Byl plně kompatibilní s 32bitovými verzemi SPARC, i když sám byl 64bitový.
Zatímco předchozí stroje pracovaly se znakovými a číselnými daty, UltraSPARC byl od samého počátku navržen pro práci s obrázky, zvukem, videem a multimédii obecně. Mezi novinkami se kromě 64bitové architektury objevilo 23 nových příkazů, včetně příkazů pro sbalení a dekompresi pixelů z 64bitových slov, změnu měřítka a rotace obrázků, přesouvání bloků a také kompresi a dekompresi videa v reálném čase. Tyto příkazy se nazývaly VIS (Visual Instruction Set) a byly určeny k podpoře multimédií. Byly podobné týmům MMX.
UltraSPARC byl určen pro webové servery s desítkami procesorů a fyzickou pamětí do 2 TB (terabajt, 1 TB = 1012 bajtů). Některé verze UltraSPARC však lze použít i v přenosných počítačích.
Po UltraSPARC I následovaly UltraSPARC II a UltraSPARC III. Tyto modely se od sebe lišily rychlostí a každý z nich měl nějaké nové funkce. Když mluvíme o architektuře SPARC, budeme hovořit o 64bitové verzi počítače UltraSPARC II (verze 9).
Programovací jazyk C vynalezl jeden ze zaměstnanců Bell Laboratories, Dennis Ritchie. Tento jazyk byl navržen pro běh na operačním systému UNIX. Díky velké oblibě UNIXu se C brzy stalo dominantním jazykem v systémovém programování. O několik let později Bjarne Stroustrup, rovněž z Bell Laboratories, přidal některé funkce z objektově orientovaného programování do C a zrodilo se C++, které se také stalo velmi
oblíbený.
V polovině 90. let vědci ze Sun Microsystems přemýšleli, jak vyrobit
aby uživatelé mohli volat binární programy přes internet a stahovat je jako součást webových stránek. Měli rádi C++, ale nebylo spolehlivé v tom smyslu, že program odeslaný do nějakého počítače by mohl tento počítač poškodit. Pak se rozhodli vytvořit nový programovací jazyk Java, založený na C++, který by neměl takové problémy. Java je objektově orientovaný jazyk, který se používá k řešení různých aplikačních problémů. Protože je tento jazyk jednoduchý a oblíbený, použijeme jej pro příklady.
Protože Java je pouze programovací jazyk, je možné napsat kompilátor, který ji převede pro Pentium, SPARC nebo jakýkoli jiný počítač. Takové kompilátory existují. Tento jazyk však vznikl především pro odesílání programů mezi počítači přes internet, aniž by je uživatelé museli měnit. Ale pokud byl Java program zkompilován pro SPARC, pak když byl odeslán přes internet do Pentia, už by tam nemohl být spuštěn.
Aby Sun vyřešil tento problém, přišel s novým virtuálním strojem nazvaným JVM (Java Virtual Machine). Paměť tohoto stroje se skládala z 32bitových slov, stroj podporoval 226 příkazů. Většina příkazů byla jednoduchá, ale některé poměrně složité příkazy vyžadovaly k provedení velký počet cyklů přístupu do paměti.
Sun vyvinul kompilátor, který převádí Java programy na úroveň JVM, a JVM interpret pro spouštění těchto programů.
Tento interpret byl napsán v jazyce C, a proto jej lze použít téměř na jakémkoli počítači. K tomu, aby počítač spouštěl binární programy Java, bylo tedy zapotřebí pouze získat interpret JVM pro příslušný počítač (například Pentium II s Windows 98 nebo SPARC se systémem UNIX) spolu s určitými podpůrnými programy. a knihovny. Většina prohlížečů na internetu navíc obsahuje interpret JVM, který usnadňuje spouštění apletů (malé binární programy Java propojené se stránkami World Wide Web).
Většina těchto apletů podporuje
- 1. Typy počítačů
- 3. Typy stolních PC
- 4. Typy přenosných počítačů
- 5. Notebooky
- 6. Tablety
- 7. Kapesní počítače a chytré telefony
- 8. Výpočetní servery
- 9. Superpočítače
- 10. Jiné typy
Moderní počítače se liší v mnoha ohledech: velikostí, schopnostmi a účelem. Pokrok jde mílovými kroky a dnes na pultech obchodů najdete vybavení, které jsme si donedávna spojovali s dalekou budoucností. Klasifikace počítačů a její pochopení pomůže spotřebiteli provést co nejefektivnější nákup a ignorování takových informací povede k bezmyšlenkovitému utrácení, které nezpůsobí nic jiného než zklamání.
Typy počítačů
Jaké jsou rozdíly podle typu počítače? Typ je skupina, která má podobné funkce, cíle a záměry a někdy i vzhled. Pokud je typ například osobní počítač, pak jsou jeho typy notebooky nebo počítače all-in-one. Před několika desítkami let klasifikace počítačů zahrnovala moderní digitální i analogové stroje, ale ty druhé upadly v zapomnění a zde budeme hovořit pouze o digitálních zařízeních.
Osobní počítač
Jedná se o nejběžnější typ takové technologie. Takový počítač zahrnuje přímou interakci s osobou a poskytování informací, které jsou pro ni srozumitelné. Klasifikace osobních počítačů obecně zahrnuje stacionární a přenosná zařízení, o každém z těchto typů si povíme trochu podrobněji.
Typy stolních PC
Takový počítač zaujímá stálé místo, například počítačový stůl. Takové systémy mají zpravidla větší výpočetní výkon než přenosné gadgety, protože se nemusí přemisťovat z místa na místo a mohou si dovolit použít větší komponenty, jejichž výkon je vyšší. Zdůrazněme hlavní typy takových zařízení:
Typy notebooků
Přenosný - také známý jako přenosný osobní počítač má mimo jiné vysoké požadavky na pohyblivost konstrukce a její hmotnost, protože málokdo chce nosit desetikilogramové zařízení. Taková zařízení jsou schopna pracovat offline a výrobci často obětují výkon systému, aby to zvýšili. Tento typ PC je klasifikován následovně:
Notebooky
Jedná se o přenosné počítače vybavené baterií, která umožňuje provoz zařízení bez připojení k elektrické zásuvce. Jedno tělo takového gadgetu současně obsahuje všechny potřebné prvky - monitor, klávesnici, procesor a další výplně. 
Přestože jsou notebooky znatelně kompaktnější a mobilnější než stolní počítače, dělí se mezi sebou i podle hmotnosti a rozměrů. Netbooky jsou kompaktní notebooky, které obětují výkon lehkosti a snadnému přenášení, jsou skvělé pro ty, kteří rádi pracují nejen u konkrétního stolu, ale doslova kdekoli – ve vlaku, v kavárně nebo v knihovně. 
Notebooky sice nemohou výkonově konkurovat stolním počítačům, které mají srovnatelnou cenu, ale jejich hardware je pro většinu funkcí zcela dostačující a v posledních letech si začínají získávat stále větší oblibu herní notebooky napěchované nejnovějším hardwarem, i když takové modely váží pořádnou porci.
Tablety
Tato zařízení jsou něco mezi smartphony a notebooky. Často mají docela velkou úhlopříčku displeje kolem 10 palců, přesto váží znatelně méně než notebooky a jejich výkon rozhodně nestačí na moderní počítačové hry, byť mobilní hračky mohou být neméně zajímavé a technologicky vyspělé. 
Taková zařízení se ovládají pomocí dotykového displeje, ačkoli tvarový faktor, jako je tabletový notebook, má také plnohodnotnou klávesnici. Hlavním úkolem takových gadgetů je surfování na webu a sledování video obsahu, ale v případě potřeby je můžete použít pro práci v kancelářských programech, používání e-mailu a mnoho dalšího.
Pocket PC a smartphony
Form factor PDA byl extrémně populární na úsvitu 21. století, kdy mobilní telefony ještě neposkytovaly rozsáhlý přístup k internetu, ale řada fanoušků této technologie stále používá kapsáře pro obchodní účely. 
Smartphony, které nahradily PDA, jsou výkonově horší než těžší a výkonnější notebooky, ale mají nepopiratelnou výhodu – vejdou se do kapsy a mohou být vždy po ruce. Je nepravděpodobné, že z jeho používání jako hlavní herní nebo pracovní platformy budete mít velkou radost, ale přesto se nabízí i taková příležitost, díky které má dnes téměř každý člověk v kapse bundy plnohodnotné počítačové prostředí. S osobními počítači jsme skončili, takže přejdeme k dalšímu typu počítače.
Výpočetní servery
Díky takovým počítačům je obecně zajištěn přístup k sítím, včetně internetu. Všechny soubory a informace, které vidíte na obrazovce monitoru při procházení webu, jsou uloženy na těchto serverech. Je zřejmé, že výkon hraje u takových strojů obrovskou roli, ale existuje také důležitější vlastnost takových systémů - spolehlivost.
Všechny informace o webu musí být neustále dostupné, jinak je nebudeme moci použít, a proto musí výpočetní servery fungovat bez poruch po celou dobu své životnosti. Tyto typy počítačů mají vždy zálohu dat, což ovlivňuje celkovou koncepci jejich architektury. 
Takové zařízení je založeno na paralelním zpracování informací, a proto se servery staly průkopníky ve vývoji multiprocessingové a vícejádrové technologie, která se nyní používá všude, včetně kancelářských a domácích počítačů. I nettop nebo smartphone mohou v podstatě fungovat jako server, ale jejich potenciál v takové roli je malý, a proto je většina moderních serverů poměrně objemným zařízením, skládajícím se z velkého množství zařízení pro ukládání a zpracování dat.
Superpočítače
Jedná se o profesionální stroje s dosud nejvyšší produktivitou, které se používají ve vědeckých laboratořích a velkých podnicích. Takové zařízení je celý komplex počítačových zařízení, které mohou zabírat obrovské místnosti. 
Každý dílčí prvek takového kolosu je zodpovědný za svůj vlastní specifický úkol, takové strukturování a vektorové uspořádání umožňují řešit nejsložitější problémy, které vyžadují neuvěřitelné množství výpočtů. Pokud v televizi slyšíte o složitém modelování multidimenzionálních procesů, například předpovídání přírodních katastrof, pak byla taková předpověď pravděpodobně vygenerována pomocí superpočítače.
Jiné typy
Mnoho zařízení, která jsme zvyklí vnímat nepřímo z počítačové komponenty, například bankomaty nebo herní konzole, jsou také z velké části počítače. Domácí spotřebiče, jak složité, tak dosti primitivní jako rychlovarné konvice, obsahují také malé počítače odpovědné za provádění řady funkcí. 
Roboti, kteří se postupně stávají běžnějšími v našich životech, jsou také počítačová zařízení. Je pravděpodobné, že není daleko den, kdy počítače proniknou i do lidského těla a například zvýší naši úroveň zraku nebo inteligence. Doufáme, že vám náš stručný přehled pomohl trochu porozumět složitosti rozvětvené struktury počítačových zařízení.
Osobní počítače se za posledních 20 let rychle vyvíjely. Osobní počítač (PC) je navržen tak, aby sloužil jedné pracovní stanici a může vyhovět potřebám malých podniků a jednotlivců. S příchodem internetu se popularita počítačů výrazně zvýšila, protože pomocí osobního počítače můžete využívat vědecké, referenční, vzdělávací a zábavní informace.
Počítač je univerzální technický systém schopný přehledně provádět posloupnost operací konkrétního programu. Osobní počítač (PC) může používat jedna osoba bez pomoci personálu údržby. Uživatelská interakce probíhá prostřednictvím mnoha médií, od alfanumerických nebo grafických dialogů přes displej, klávesnici a myš až po zařízení pro virtuální realitu.
První osobní počítač IBM byl uveden na trh v roce 1981. Poprvé byly počítače vybaveny novým operačním systémem Microsoft MS-DOS. Počítač dostal jméno IBM PC a byl postaven na základě mikroprocesoru Intel 8088 Vzhled IBM PC se stal revoluční událostí ve vývoji informačních technologií díky principům, které jsou vlastní tvorbě počítače. princip otevřené (modulární) architektury. V důsledku toho bylo možné poměrně snadno změnit konfiguraci počítače nebo jej upgradovat výměnou zastaralých bloků a sestav.
Většina moderních počítačů jsou osobní počítače kompatibilní s IBM PC. To znamená, že jsou kompatibilní s počítačem IBM PC, vyvinutým v roce 1981 společností IBM. Koncept "kompatibility" znamená jak schopnost spustit na jakémkoli modelu počítače kompatibilního s IBM jakýkoli program napsaný pro tento typ počítače (kompatibilita softwaru), tak schopnost nezávisle připojit různá externí zařízení k různým počítačům IBM (kompatibilita hardwaru).
Nejdůležitější roli ve vývoji počítačů kompatibilních s IBM PC sehrála princip otevřené architektury. IBM neudělalo z počítače jediné jednodílné zařízení, ale poskytlo možnost sestavit jej z nezávisle vyrobených dílů.
V průběhu let se vystřídalo několik generací počítačů IBM PC, charakterizovaných především typem procesoru (viz níže). Historicky prvním a dlouho zastaralým modelem počítače IBM byl model IBM PC XT (eXtended Technology) založený na mikroprocesoru Intel 8086 představený v roce 1984.
Počítačový standard IBM PC AT (Advanced Technology) založený na mikroprocesoru Intel 80286 lze považovat za výchozí bod v historii moderních počítačů kompatibilních s IBM PC. Moderní počítače jsou také označeny jako „kompatibilní s AT“.
Osobní počítače kompatibilní s IBM PC jsou nejpoužívanější, jejich výkon se neustále zvyšuje a jejich rozsah roste. Jejich možnosti jsou však stále omezené a jejich použití není vždy opodstatněné.
Osobní počítače lze zhruba rozdělit na profesionální a domácí, ale kvůli zvyšujícím se nákladům na hardware se hranice mezi nimi stírá. Od roku 1999 je zaveden mezinárodní certifikační standard - specifikace PC99:
- hromadný osobní počítač (spotřebitelský počítač)
- firemní osobní počítač (kancelářský PC)
- přenosný osobní počítač (Mobile PC)
− pracovní stanice (WorkStation)
- zábavní osobní počítač (zábavní PC)
Většina osobních počítačů na trhu spadá do kategorie běžných PC. Firemní počítače mají minimální možnosti reprodukce grafiky a zvuku. Přenosné počítače se vyznačují přítomností
prostředky komunikace se vzdáleným přístupem (počítačová komunikace). Pracovní stanice – zvýšené požadavky na zařízení pro ukládání dat. Entertainment PC - hlavní důraz je kladen na prostředky reprodukce grafiky a zvuku.
Základní konfigurace PC
Navzdory rozmanitosti typů, tvarů a architektur osobních počítačů obsahuje většina počítačů tyto komponenty: systémovou jednotku, displej, klávesnici, myš (nebo jiné ukazovací zařízení) a periferní zařízení. Podle potřeb a možností uživatelů lze skladbu periferie rozšířit o audiosystém se syntezátorem, modemem, tiskárnou nebo skenerem.
Osobní počítače se obvykle skládají ze tří částí (bloků):
− systémová jednotka;
− klávesnice, která umožňuje zadávat znaky do počítače;
− monitor (nebo display) – pro zobrazování textových a grafických informací.
Systémová jednotka obsahuje všechny hlavní součásti osobního počítače. Jeho nejdůležitější součástí je základní deska, neboli systémová deska. Obsahuje elektronické moduly, které tvoří základní sadu počítačové elektroniky:
− centrální procesor – hlavní čip, který provádí výpočetní a logické operace;
− paměť s náhodným přístupem (random access memory - RAM) - sada čipů pro ukládání dat a programů za chodu počítače;
− ROM (read-only memory) – mikroobvod pro dlouhodobé ukládání dat a programů;
− sběrnice – sady vodičů pro výměnu signálů mezi vnitřními součástmi počítače
− čipová sada – sada čipů, které řídí činnost vnitřních součástí počítače a určují funkčnost základní desky;
− konektory (sloty) – nástavce pro připojení přídavných zařízení;
− ovladače zařízení atd.
Systémová jednotka dále obsahuje:
− napájecí zdroj, který převádí síťové napětí na nízkonapěťový stejnosměrný proud pro napájení počítačových komponent;
− diskové mechaniky (mechaniky) pro čtení a zápis na diskety, magnetooptické disky, CD a DVD video disky;
− pevný disk (pevný disk).
K systémové jednotce jsou připojena všechna externí zařízení: monitor, klávesnice, myš, tiskárna, modem, skener, zvukové reproduktory atd.
Monitor(zobrazení) zobrazuje na obrazovce textové a grafické informace, data zadaná z klávesnice nebo výstup z počítače, zprávy z počítačového systému, kopie dokumentů a další informace důležité pro uživatele.
Klávesnice určený pro zadávání příkazů a dat do počítače.
Myš umožňuje ukazovat na prvky obrazovky pomocí ukazatele a provádět určité operace kliknutím na tlačítka.
Tiskárna vytiskne textové a grafické černobílé a barevné informace jako tištěnou kopii. Výstup lze provést na papír nebo film.
Modem určený pro připojení počítače k telefonní lince.
Skener poskytuje vstup do PC textových nebo grafických, černobílých nebo barevných informací pro jejich další zpracování.
PC video systém: monitor (účel, klasifikace, technické vlastnosti) a grafická karta.
Monitory
První počítače neměly monitory, existovala pouze sada blikajících LED a výsledky vytištěné na tiskárně. S rozvojem výpočetní techniky se objevily monitory a dnes jsou nezbytnou součástí základní konfigurace osobního počítače.
Monitor (displej) je standardní výstupní zařízení určené pro vizuální zobrazování textových a grafických dat. V závislosti na principu činnosti se monitory dělí na:
Monitory s katodovými trubicemi;
Displeje z tekutých krystalů.
Monitor s katodovou trubicí
Monitor s katodovou trubicí je podobný televizi. Katodová trubice je elektronové vakuové zařízení ve formě skleněné baňky, v jejímž hrdle je elektronka a na dně je stínítko s vrstvou fosforu. Při zahřátí elektronové dělo emituje proud elektronů, které se pohybují vysokou rychlostí směrem k obrazovce. Elektronový tok (elektronický
paprsek) prochází zaostřovací a vychylovací cívkou, která jej nasměruje do určitého bodu na fosforové vrstvě obrazovky. Pod vlivem elektronů luminofor vyzařuje světlo, které uživatel vidí. Fosfor je charakterizován dobou emise po působení toku elektronů. Elektronový paprsek se pohybuje poměrně rychle, pruhuje obrazovku v řádcích zleva doprava a shora dolů. Během skenování, tedy pohybu po obrazovce, paprsek ovlivňuje ty elementární oblasti fosforového povlaku, kde se může objevit obraz. Intenzita paprsku se neustále mění, což způsobuje, že odpovídající oblasti obrazovky svítí. Protože záře velmi rychle mizí, elektronový paprsek musí nepřetržitě procházet přes obrazovku a obnovovat ji.
Doba vyzařování a frekvence aktualizace žhavení si musí vzájemně odpovídat. Většinou je vertikální skenovací frekvence 70-85 Hz, to znamená, že záře na obrazovce se obnoví 70-85krát
za sekundu. Snížení obnovovací frekvence způsobuje blikání obrazu, což způsobuje únavu očí. Zvýšení obnovovací frekvence tedy vede k rozmazání nebo zdvojnásobení obrysů obrazu.
Monitory mohou mít buď pevnou snímací frekvenci, nebo různé frekvence v určitém rozsahu. Existují dva režimy skenování: Prokládané a neprokládané. Obvykle se používá ordinální skenování. Paprsek skenuje obrazovku řádek po řádku shora dolů a vytváří obraz v jednom průchodu. V režimu prokládaného skenování paprsek skenuje obrazovku shora dolů, ale ve dvou průchodech: nejprve liché řádky, pak sudé řádky. Prokládané skenování trvá polovinu času, než dokončí celý snímek v neprokládaném režimu. Proto je doba aktualizace pro oba režimy stejná.
Obrazovky pro katodové monitory mohou být konvexní nebo ploché. Standardní monitor je konvexní. Některé modely využívají technologii Trinitron, kdy má povrch obrazovky mírné horizontální zakřivení, zatímco vertikální obrazovka je zcela plochá. Tato obrazovka má méně odlesků a lepší kvalitu obrazu. Za jedinou nevýhodu lze považovat vysokou cenu.
Displej z tekutých krystalů (LCD)
Displeje z tekutých krystalů mají plochou obrazovku bez odlesků a nízkou spotřebu elektrické energie (5 W ve srovnání s monitorem s katodovou trubicí, který spotřebuje 100 W). Existují tři typy displejů z tekutých krystalů:
Monochromatický s pasivní maticí;
Barva s pasivní matricí;
Barva s aktivní matricí.
V displejích z tekutých krystalů vytváří polarizační filtr dvě různé vlnové délky světla. Světelná vlna prochází buňkou tekutých krystalů. Každá buňka má svou barvu. Tekuté krystaly jsou molekuly, které mohou proudit jako kapalina. Tato látka propouští světlo, ale vlivem elektrického náboje molekuly mění svou orientaci.
V pasivních maticových displejích z tekutých krystalů je každá buňka poháněna elektrickým nábojem (napětím), který je přenášen přes tranzistorový obvod v souladu s uspořádáním buněk v řadách a sloupcích matice obrazovky. Článek reaguje na příchozí napěťový impuls.
U displejů s aktivní maticí je každá buňka vybavena samostatným tranzistorovým spínačem. To poskytuje vyšší jas obrazu než pasivní maticové displeje, protože každá buňka je vystavena spíše konstantnímu než pulznímu elektrickému poli. Aktivní matrice tedy spotřebovává více energie. Navíc mít samostatný tranzistorový spínač pro každý článek komplikuje výrobu, což zase zvyšuje jejich cenu.
Monochromatické a barevné monitory
Na základě sady odstínů zobrazovaných barev se monitory dělí na barevné a černobílé (monochromatické). Monochromatické monitory jsou levnější, ale pro práci s operačním systémem Windows se nehodí.
Barevné monitory používají složitější zobrazovací techniky. V monochromatických katodových trubicích je jedno elektronové dělo, v barevných trubicích jsou tři. Obrazovka monochromatické katodové trubice je pokryta fosforem jedné barvy (se žlutým, bílým nebo zeleným vyzařováním). Obrazovka barevné katodové trubice se skládá z fosforových triád (s červeným, zeleným a modrým zářením). Kombinace tří barev poskytují širokou škálu výstupních odstínů.
Základní parametry monitorů
Z uživatelského hlediska jsou hlavními charakteristikami monitoru velikost úhlopříčky, rozlišení, obnovovací frekvence a třída ochrany.
Velikost monitoru . Obrazovky monitorů se měří úhlopříčně v palcích. Velikosti se pohybují od 9 palců (23 cm) do 42 palců (106 cm). Čím větší obrazovka, tím dražší monitor. Běžné velikosti jsou 14, 15, 17, 19 a 21 palců. Velké monitory se nejlépe používají pro DTP a grafické práce, ve kterých potřebujete vidět všechny detaily obrazu. Optimální pro masové použití jsou 15- a 17palcové monitory.
Rozlišení.V grafickém režimu se obraz na obrazovce monitoru skládá z bodů (pixelů). Počet vodorovných a svislých bodů, které je monitor schopen reprodukovat
dát jasně a odděleně se nazývá jeho rozlišovací schopnost. Výraz „rozlišení 800x600“ znamená, že monitor může zobrazit 600 vodorovných řádků po 800 bodech. Následující režimy rozlišení jsou standardní: 800x600, 1024x768, 1152x864 a vyšší. Tato vlastnost monitoru je dána velikostí bodu (zrna) obrazovky. Zrnitost obrazovky moderních monitorů nepřesahuje 0,28 mm. Čím vyšší rozlišení, tím lepší kvalita obrazu. S velikostí obrazovky souvisí i kvalita obrazu. Takže pro uspokojivou kvalitu obrazu v režimu 800x600 na 15palcovém monitoru můžete u 14palcového monitoru se stejnou velikostí zrna ve stejném režimu videa omezit zrnitost na 0,28 mm, kvalitu malých detailů obrazu bude trochu horší.
Frekvence regenerace . Tento parametr se jinak nazývá snímková frekvence. Ukazuje, kolikrát za sekundu může monitor zcela obnovit obraz na obrazovce. Obnovovací frekvence se měří v hertzech (Hz). Čím vyšší frekvence, tím menší únava očí a více času můžete nepřetržitě pracovat. Dnes je minimální přijatelná frekvence 75 Hz, normální - 85 Hz, pohodlná - 100 Hz nebo více. Tento parametr také závisí na vlastnostech grafického adaptéru.
Třída ochrany monitoru je určena normou, kterou monitor splňuje z hlediska bezpečnostních požadavků. V současné době se za obecně uznávané považují mezinárodní standardy TCO-92, TCO-95 a TCO-99, které omezují úrovně elektromagnetického záření, ergometrické a environmentální standardy v mezích bezpečných pro lidské zdraví.
Video adaptér
Monitor je řízen speciální deskou zvanou video adaptér (grafická karta). Spolu s monitorem tvoří grafická karta video subsystém osobního počítače. První počítače neměly grafickou kartu. V paměti RAM byla část paměti obrazovky, kam procesor ukládal obrazová data. Ovladač obrazovky četl data o jasu jednotlivých bodů obrazovky z paměťových buněk a řídil skenování horizontálního paprsku elektronového děla monitoru.
Při přechodu z monochromatických monitorů na barevné a se zvýšením rozlišení obrazovky se oblast videopaměti stala nedostačující pro ukládání grafických dat a procesor neměl čas na zpracování obrázků. Všechny operace související s ovládáním obrazovky byly přiděleny samostatné jednotce – grafickému adaptéru.
Grafický adaptér má podobu samostatné rozšiřující karty, která se vkládá do konkrétního slotu na základní desce (v moderních počítačích je to slot AGP). Grafický adaptér plní funkce grafického řadiče, video procesoru a video paměti.
Během životnosti počítače se změnilo několik standardů grafického adaptéru:
MDA (Monochrom Display Adapter) - monochromatický,
CGA (barevný grafický adaptér) – 4 barvy,
EGA (vylepšený grafický adaptér) – 16 barev,
VGA (Video Graphics Array) – 256 barev,
SVGA (Super VGA) – až 16,7 milionů barev.
Všechny programy navržené pro počítače kompatibilní s IBM jsou navrženy tak, aby tyto standardy splňovaly. Vygenerovaný grafický obrázek je uložen ve vnitřní paměti grafického adaptéru, která se nazývá videopaměť. Požadovaná kapacita videopaměti závisí na daném rozlišení a barevné paletě, proto pro práci v režimech s vysokým rozlišením a plnobarevným gama potřebujete co nejvíce videopaměti. Pokud byly donedávna typické grafické adaptéry s 2-4 MB videopaměti, dnes je kapacita 32-64 MB považována za normální. Většina moderních grafických karet má schopnost rozšířit video paměť až na 128 MB a také akceleraci videa. Podstatou této vlastnosti je, že část operací konstrukce obrazu může probíhat bez provádění matematických výpočtů v hlavním procesoru, ale čistě hardwarově – převodem dat ve speciálních video akceleračních čipech.
Videoakcelerátory mohou být součástí grafického adaptéru nebo mohou být dodány jako samostatná rozšiřující karta nainstalovaná na základní desce a připojená ke grafické kartě. Existují dva typy video akcelerátorů: pro plochou (2D) a trojrozměrnou (3D) grafiku. První z nich jsou efektivnější pro práci s univerzálními aplikačními programy a jsou optimalizovány pro OS Windows, zatímco jiné jsou zaměřeny na práci s různými multimediálními a zábavními programy.
Počítač v překladu z angličtiny znamená „počítač“. Je to zařízení, které provádí určitý, předem určený sled operací. Daná sekvence operací se nazývá software. Počítače mají velmi širokou škálu aplikací. Používají se pro jakékoli složité výpočty, pro akumulaci, zpracování, ukládání, příjem a přenos informací, řízení strojů a mechanismů ve výrobě, pro vytváření grafických a videoobrazů s možností jejich zpracování atd.
termín "počítač"
Přísně vzato je pojem „počítač“ velmi široký, protože princip jeho fungování může být založen na použití široké škály pracovních prostředí a komponent. Počítač může být elektronický, mechanický, kvantový, optický atd., pracující díky pohybu fotonů, kvant, mechanických částí atd. Navíc funkčně jsou počítače rozděleny do dvou typů - elektronické a analogové (mechanické).
Mimochodem, slovo počítač bylo poprvé představeno v roce 1887 v Oxford English Dictionary. Sestavovatelé této učebnice chápali slovo „počítač“ jako mechanické zařízení pro výpočetní techniku. Teprve mnohem později, v roce 1946, byl slovník doplněn o termíny, které jasně popisují mechanické, analogové a digitální počítače.
Dnes se pojem počítače výrazně zúžil, protože mnoho zařízení je zastaralých a již se nepoužívají v práci, čímž se snižuje stávající rozsah těchto zařízení.
Výkon počítače
Rychlost počítače přímo závisí na jeho výpočetním výkonu, tedy rychlosti, s jakou jsou určité operace prováděny za jednotku času. Toto množství se nazývá „ propadne».
V praxi rychlost silně závisí na mnoha dalších podmínkách: typu úlohy, která je na počítači prováděna, časté výměně dat mezi komponentami systému atd. Proto se jako tento parametr bere špičková výpočetní rychlost – určité hypotetické číslo, které charakterizuje maximální možnou rychlost provádění operací.
Například superpočítače jsou zařízení schopná provádět výpočty rychlostí více než 10 teraflopů (to je deset bilionů obvodů). Pro srovnání, průměrný domácí osobní počítač pracuje na přibližně 0,1 teraflopu.
Za účelem vyhodnocení praktického výkonu počítačových zařízení byly vyvinuty speciální testy (v počítačovém slangu se často nazývají „ benchmarky"), které jsou založeny na speciálních matematických výpočtech. Výkon osobních počítačů se obvykle posuzuje z pohledu všech jeho součástí, aby se získalo konečné průměrné hodnocení jeho výkonu.
Typy moderních počítačů
Jak je uvedeno výše, v závislosti na jejich konstrukci, technických parametrech a použití lze všechny počítače rozdělit do několika typů:
Elektronické počítače (počítače)
Ve skutečnosti je toto zařízení souborem celého komplexu prostředků, kde jsou všechny jeho základní prvky vyrobeny pomocí elektronických prvků. Hlavním účelem takového zařízení je provádět různé výpočty a řešit výpočetní nebo informační problémy.
Dnes se tento termín používá k označení konkrétní hardwarové implementace zařízení a jako právní termín v právních dokumentech. Kromě toho se tento koncept používá jak pro označení počítačového vybavení vyrobeného v letech 1950–1990, tak pro moderní velká elektronická výpočetní zařízení, aby je bylo možné odlišit od osobních počítačů.
Osobní počítač
Levné, univerzální, poměrně kompaktní zařízení určené pro jednoho uživatele, které může používat doma nebo v kanceláři a provádět různé individuální úkoly - práci na počítači, psaní, sledování videa, poslech hudby atd. Právě díky této všestrannosti a cenové dostupnosti se osobní počítače tak rozšířily.
Počítače společnosti jsou nejznámější Jablko a tzv IBM kompatibilní zařízení, která v současnosti zaujímá lví podíl na celém PC trhu. Široká popularita IBM byla zajištěna jeho nižší cenou s téměř stejnými schopnostmi.
Donedávna tato zařízení neměla žádnou vzájemnou kompatibilitu – ani hardwarovou, ani softwarovou. Dnes existuje speciální software („emulátory“), který umožňuje spouštět programy Apple (s omezeními) na počítačích kompatibilních s IBM a naopak.
Všechny osobní počítače lze zase rozdělit do několika typů:
Stolní počítače.
