Цифровые компьютеры

Существуют четыре основных вида цифровых компьютеров:

суперкомпьютеры,

большие компьютеры (мейнфреймы),

миникомпьютеры,

микрокомпьютеры.

Суперкомпьютеры - это очень мощные компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп - миллион операций с плавающей точкой в секунду). Они называются сверхбыстродействующими.

Эти машины представляют собой многопроцессорные и (или) многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств.

Архитектура суперкомпьютеров основана на идеях параллелизма и конвейеризации вычислений.

В этих машинах параллельно, то есть одновременно, выполняется множество похожих операций (это называется мультипроцессорной обработкой). Таким образом, сверхвысокое быстродействие обеспечивается не для всех задач, а только для задач, поддающихся распараллеливанию.

Отличительной особенностью суперкомпьютеров являются векторные процессоры, оснащенные аппаратурой для параллельного выполнения операций с многомерными цифровыми объектами - векторами и матрицами. В них встроены векторные регистры и параллельный конвейерный механизм обработки.

Если на обычном процессоре программист выполняет операции над каждым компонентом вектора по очереди, то на векторном - выдаёт сразу векторые команды.

Суперкомпьютеры используют для решения задач в аэродинамике, метеорологии, физике высоких энергий, геофизике.

Суперкомпьютеры нашли свое применение и в финансовой сфере при обработке больших объемов сделок на биржах.

Мейнфреймы - это универсальные, большие компьютеры общего назначения.

Они занимали господствующие позиции на компьютерном рынке до 1980-х годов.

Изначально мейнфреймы были предназначены для обработки огромных объемов информации.

Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200 - 300 рабочих мест.

Наиболее крупный производитель мейнфреймов - фирма Ай-Би-Эм (IBM).

Мейнфреймы отличаются исключительной надежностью, высоким быстродействием, очень большой пропускной способностью устройств ввода и вывода информации. К ним могут подсоединяться тысячи терминалов или микрокомпьютеров пользователей.

Мейнфреймы используются крупнейшими корпорациями, правительственными учреждениями, банками.

Миникомпьютеры занимают промежуточное положение между большими вычислительными машинами и микрокомпьютерами.

В большинстве случаев в миникомпьютерах используется архитектура RISC и UNIX и они играют роль серверов, к которым подключаются десятки и сотни терминалов или микрокомпьютеров.

Миникомпьютеры используются в крупных фирмах, государственных и научных учреждениях, учебных заведениях, компьютерных центрах для решения задач, с которыми не способны справиться микрокомпьютеры, и для централизованного хранения и переработки больших объемов информации.

Основными производителями миникомпьютеров являются фирмы Ай-Ти-энд-Ти (AT& T), Интел (Intel), Хьюлетт-Паккард (Hewlett-Packard), Digital Equipment.

Микрокомпьютеры - это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора.

Микрокомпьютеры универсального назначения, рассчитанные на одного пользователя и управляемые одним человеком - персональные компьютеры (ПК).

Персональные компьютеры выпускают в стационарном (настольном) и в портативном исполнении.

Настольные микрокомпьютеры в большинстве случаев состоят из отдельного системного блока, в котором размещаются внутренние устройства и узлы, а также из отдельных внешних устройств (монитор, клавиатура, манипулятор-мышь), без которых немыслимо использование современных компьютеров.

При необходимости к системному блоку микрокомпьютера могут подсоединяться дополнительные внешние устройства (принтер, сканер, акустические системы, джойстик).

Портативные персональные компьютеры известны прежде всего в блокнотном (ноутбук) исполнении.

В ноутбуке все внешние и внутренние устройства соединены в одном корпусе.

Так же как и к стационарному микрокомпьютеру, к ноутбуку могут быть подсоединены дополнительные внешние устройства.

Отдельным видом микрокомпьютера считаются карманные компьютеры (PDA, электронные органайзеры, или палмтопы), небольшие устройства весом до 500 граммов и умещающиеся на кисти одной руки.

Управление ими, как правило, происходит с помощью небольшого по размерам и разрешению экрана, чувствительного к нажатию пальца или специального пера (стилуса), а клавиатура и мышь отсутствуют. Некоторые модели, впрочем, содержат миниатюрную фиксированную или выдвигающуюся из корпуса клавиатуру.

В таких устройствах используются сверхэкономичные процессоры и флэш-накопители небольшого объёма, поэтому их вычислительная мощь несопоставима с настольными ПК.

Тем не менее, они содержат все признаки персонального компьютера: процессор, накопитель, оперативную память, монитор, операционную систему, прикладное ПО и даже игры.

Все более популярными становятся карманные персональные компьютеры, содержащие функции мобильного телефона (коммуникаторы). Встроенный коммуникационный модуль позволяет не только совершать звонки, но и подключаться к интернету в любой точке, где есть сотовая связь совместимого формата (GSM/GPRS, CDMA).

Для обозначения всего класса карманных компьютеров в английском языке используется словосочетание Personal Digital Assistant, PDA, что на русский можно перевести как «личный цифровой секретарь».

Различают также IBM PC-совместимые микрокомпьютеры (читается Ай-Би-Эм Пи-Си) и IBM PC-несовместимые микрокомпьютеры.

В конце 1990-х годов IBM PC-совместимые микрокомпьютеры составляли более девяноста процентов мирового компьютерного парка. IBM PC был создан американской фирмой Ай-Би-Эм (IBM) в августе 1981; при его создании был применен принцип открытой архитектуры, который означает применение в конструкции при сборке компьютера готовых блоков и устройств, а также стандартизацию способов соединения компьютерных устройств.

Принцип открытой архитектуры способствовал широкому распространению IBM PC-совместимых микрокомпьютеров-клонов. Их сборкой занялось множество фирм, которые в условиях свободной конкуренции смогли снизить в несколько раз цену на микрокомпьютеры, энергично внедряли в производство новейшие технические достижения. Пользователи, в свою очередь, получили возможность самостоятельно модернизировать свои микрокомпьютеры и оснащать их дополнительными устройствами сотен производителей.

Единственный из IBM PC-несовместимых микрокомпьютеров, получивший относительно широкое распространение, - компьютер Макинтош (Macintosh) фирмы Apple. Работает под управлением операционной системы Mac OS (в настоящее время - Mac OS X).

Компьютеры Macintosh могут использоваться как полноценные рабочие станции, специализированные компьютеры, а так же в качестве офисных.

Имеется богатый выбор ПО - системного и прикладного, в том числе и совместимого по форматам файлов с распространёнными программами PC (например, MS Word, Adobe Photoshop).

Исторически сложилось, что компьютеры Macintosh широко используются в сфере компьютерной графики и полиграфии.

Во второй половине 1990-х годов в связи с бурным развитием глобальных компьютерных сетей появляется новый тип персонального компьютера - сетевой компьютер, который предназначен только для работы в компьютерной сети.

Сетевому компьютеру не нужны собственная дисковая память, дисководы.

Операционную систему, программы и информацию он будет черпать в сети.

Предполагается, что сетевые компьютеры будут значительно дешевле настольных персональных компьютеров и постепенно заменят их в фирмах, работающих со специализированными приложениями (телефонная связь, бронирование билетов), и в образовательных учреждениях.