Počítač je jedním z nejchytřejších vynálezů lidstva. Díky počítačové technologii byli lidé schopni ukládat a zpracovávat obrovské množství dat, zrychlovat životní tempo, provádět výpočty, nakupovat online a dosahovat nebývalé produktivity. Abyste mohli zařízení správně vybrat a ovládat, musíte znát metody klasifikace počítačů.
Gradace světové informatizace
Počítač lze definovat jako jakékoli elektronické zařízení, které přijímá a přijímá data, ukládá je a zpracovává na smysluplné informace srozumitelné uživateli. Tato definice dnes zahrnuje mnoho užitečných a nezbytných zařízení, jako jsou hodinky, kalkulačky, televize, teploměry, notebooky, mobilní telefony a mnoho dalších.
Všechny přijímají data a provádějí operace s potřebnými informacemi. Počítač je jen obecný termín pro systém složený z mnoha zařízení. Počítače dřívější doby měly velikost místnosti a spotřebovávaly obrovské množství elektřiny. Dnes vědecký a technologický pokrok minimalizoval velikost strojů a zmenšil je na velikostčasné hodiny ranní. A to není limit.
V současné době jsou počítače klasifikovány:
- podle věku;
- z hlediska výkonu a velikosti;
- podle účelu nebo funkčnosti;
- podle počtu mikroprocesorů;
- podle binárního čísla "BIT";
- podle oblasti použití;
- podle počtu uživatelů;
- podle schémat zpracování dat;
- pro hardware a software;
- podle velikosti paměti počítače.
Pět generací počítačů
Zařízení jsou seskupena podle generace podle věku. Patří mezi ně vozy první, druhé, třetí, čtvrté a páté generace.
Pět generací počítačů se liší v mechanismech zpracování informací:
- První je ve vakuových trubicích.
- Druhý - v tranzistorech.
- Třetí – v integrovaných obvodech.
- Začtvrté – v mikroprocesorových čipech.
- Pátá je v chytrých zařízeních schopných umělé inteligence.
Počítače první generace. Jedná se o generaci strojů, které byly vytvořeny v letech 1946 až 1957. Tato zařízení měla následující vlastnosti:
- Vakuové trubice pro připojení.
- Magnetické bubny jako paměť pro zpracování dat.
- Nízký operační systém.
- Zabíralo hodně instalačního prostoru, někdy i celou místnost.
- Spotřeboval mnoho energie a zároveň uvolnil obrovské množství energie do životního prostředí, což by mohlo vést kničení strojů.
Počítače druhé generace existovaly v letech 1958 až 1964. Měly následující vlastnosti:
- Použité tranzistory.
- Menší externí objem strojů ve srovnání s počítači první generace.
- Spotřebovala méně energie.
- Operační systém byl rychlejší.
Během této generace byly vyvinuty programovací jazyky jako Cobol a Fortran a použity v děrných štítcích pro zadávání dat a tisk.
Počítače třetí generace existovaly v letech 1965 až 1971.
Vlastnosti:
- Použité integrované obvody (IC).
- Byly menší kvůli použití žetonů.
- Měl velkou paměť pro zpracování dat.
- Rychlost zpracování byla mnohem rychlejší.
- Technologie používaná v těchto počítačích je technologie Small Scale Integration (SSI).
LSI Large Scale Integration Technology
Počítače 4. generace se vyráběly od roku 1972 do 90. let. Použili technologii Large Scale Integration (LSI):
- Velká velikost paměti.
- Vysoká rychlost zpracování.
- Malá velikost a cena.
- Vyrobeno s klávesnicí, která dobře spolupracuje se systémem zpracování dat.
V této fázi došlo k rychlému vývoji internetu.
Další pokroky, kterých bylo dosaženo, zahrnovaly zavedení grafického uživatelského rozhraní (GUI) a myši. Kromě GUI tento druh počítače používá napřuživatelská rozhraní:
- přirozený jazyk;
- Q&A;
- příkazový řádek (CLI);
- vyplňování formulářů.
Vytvoření 4. počítače bylo iniciováno mikroprocesorem Intel C4004 poté, co výrobci začali integrovat tyto mikročipy do svých nových návrhů.
V roce 1981 představila společnost International Business Machine svůj první domácí počítač, známý jako IBM PC.
Funkční rozdíl mezi počítači
Klasifikace počítačů podle účelu nebo funkčnosti se dělí na stroje pro všeobecné použití a stroje pro speciální účely. První řeší spoustu problémů. Říká se o nich, že jsou víceúčelové, protože plní širokou škálu úkolů. Příklady počítačů pro obecné použití zahrnují stolní počítače a notebooky.
Speciální počítače řeší pouze specifické problémy. Jsou navrženy tak, aby vykonávaly výhradně specifické úkoly. Příklady počítačů pro speciální účely mohou zahrnovat kalkulačky a počítadlo peněz.
Schémata zpracování dat
Klasifikace počítačů podle zpracování dat. V závislosti na schématech zpracování dat se zařízení dělí na analogová, digitální nebo hybridní.
Analogové počítače fungují na principu měření, při kterém se měření převádějí na data. Moderní analogová zařízení obvykle používají elektrické parametry, jako jsou napětí, odpory nebo proudy, aby reprezentovaly zpracované veličiny. Takové počítačenesouvisí přímo s čísly. Měří spojité fyzikální veličiny.
Digitální počítače jsou ty, které pracují s informacemi, numerickými nebo jinými, reprezentovanými v digitální podobě. Taková zařízení zpracovávají data v digitálních hodnotách (v 0s a 1s) a poskytují výsledky s větší přesností a rychlostí.
Hybridní zařízení zahrnují funkci měření analogového počítače a funkci počítání digitálního zařízení. Tyto stroje používají analogové komponenty pro výpočetní účely a digitální paměťová zařízení pro ukládání.
Klasifikace počítačů podle výkonu a velikosti
Počítače jsou k dispozici v různých velikostech a kvůli těmto rozdílům vykonávají řadu úloh s různými kapacitami.
Klasifikace počítačové paměti podle typu:
- Mikropočítače.
- Minipočítače.
- Superpočítače.
- Sálové počítače.
- Mobilní počítače.
Mikropočítače. Jsou menší a levnější než sálové počítače a superpočítače, ale také méně efektivní. Například osobní počítače (PC) a stolní zařízení.
Minipočítače. Jedná se o středně velké počítače, které stojí méně než sálové počítače a superpočítače. Například stroje IBM střední třídy.
Mobilní zařízení. Klasifikací osobních počítačů jsou notebooky a netbooky střední velikosti umístěné na klíně uživatele při práci, menší kapesní zařízení, která lze držet rukama -mobilní telefony, kalkulačky a osobní digitální asistenti (PDA).
Sálové počítače. Jedná se o velmi velké drahé počítačové systémy. Zpracovávají data rychleji a jsou levnější než superpočítače.
Superpočítače. Rychlejší stroje jsou velmi drahé, protože dělají spoustu matematických výpočtů. Používají se ke zpracování velmi velkého množství dat.
Nejrychlejší a nejvýkonnější superpočítač je velmi drahý a používá se pro specializované aplikace, které vyžadují rozsáhlé matematické výpočty, jako je například předpověď počasí. Mezi další aplikace superpočítačů patří pohyblivá grafika, výpočty dynamiky tekutin, výzkum jaderné energie a průzkum ropy.
Hlavní rozdíl mezi superpočítačem a sálovým počítačem spočívá v tom, že superpočítač směřuje veškerý svůj výkon na několik konkrétních úkolů, zatímco sálové počítače využívají svůj výkon ke spuštění mnoha programů současně. Sálový počítač je velmi velký a drahý a dokáže současně podporovat stovky nebo dokonce tisíce uživatelů.
V hierarchii, která začíná jednoduchým mikroprocesorem, jako jsou hodinky na konci seznamu a superpočítače na vrcholu seznamu, jsou sálové počítače těsně pod superpočítači. V jistém smyslu jsou sálové počítače výkonnější než superpočítače, protože podporují mnoho souběžných uživatelů, ale superpočítače mohouspustit jeden program rychleji než sálové počítače.
Mikropočítač je nejmenší systém pro všeobecné použití. Starší počítač uvedl na trh 8bitový procesor na 3,7 MB a současný 64bitový procesor na 4,66 GB.
Taková zařízení lze rozdělit do dvou typů:
- Stolní zařízení.
- Přenosné mechanismy.
Rozdíl je v tom, že přenosné možnosti lze používat při cestování, zatímco stolní počítače přenosné být nemohou.
Organizace podle počtu mikroprocesorů
Podle počtu mikroprocesorů lze počítače rozdělit na:
- Sekvenční.
- Paralelní.
Sériové počítače – jakoukoli úlohu prováděnou na takových zařízeních provádí pouze mikropočítač. Většina těchto zařízení jsou sekvenční počítače, kde jakýkoli úkol dokončuje sekvenční instrukce od začátku do konce.
Paralelní počítače jsou relativně rychlé. Nové typy strojů, které využívají velké množství procesorů. Procesory vykonávají různé úkoly nezávisle a zároveň zvyšují rychlost složitých programů. Paralelní počítače dosahují rychlosti superpočítačů za mnohem nižší cenu.
BIT oddělení
Toto je klasifikace počítačů na základě délky slova. Binární číslice se nazývá BIT. Slovo je skupina bitů, která je pevnápro počítač. Počet bitů ve slově (nebo délka slova) určuje zastoupení všech znaků v těchto bitech. Délka slov se na většině moderních počítačů pohybuje od 16 do 64 bitů.
Binární číslice nebo bit je nejmenší jednotka informace v počítači. Používá se k ukládání informací a nastavuje se na true/false nebo on/off. Jednotlivý bit má hodnotu 0 nebo 1, která se obvykle používá k ukládání dat a implementaci instrukcí ve skupinách bajtů. Počítač je často klasifikován podle počtu bitů, které dokáže zpracovat najednou, nebo podle počtu bitů v adrese paměti.
Mnoho systémů používá k vytvoření 32bitového slova čtyři osmibitové bajty. Hodnota bitu je obvykle uložena nad nebo pod vyhrazenou úrovní elektrického náboje na kondenzátoru uvnitř paměťového modulu. U zařízení používajících pozitivní logiku je hodnota 1 (pravda nebo vysoká) kladné napětí vzhledem k elektrickému uzemnění a hodnota 0 (nepravda nebo nízká) je 0.
Typologie podle aplikační oblasti a uživatelů
Klasifikace počítačů v moderním světě závisí na jejich aplikacích a účelech. Také na tom, kolik uživatelů bude stroje používat při své práci. Zařízení jsou klasifikována podle aplikace:
- Vozidla pro speciální účely.
- Počítače pro všeobecné použití.
První jmenované jsou navrženy pouze pro splnění požadavků konkrétního úkolu nebo aplikace. Instrukce,potřebné k provedení konkrétního úkolu jsou trvale uloženy v interní paměti, aby bylo možné provést úkol jediným příkazem. Tento počítač nemá žádné další možnosti, a proto je levnější.
Počítače pro všeobecné použití jsou navrženy tak, aby vyhovovaly potřebám mnoha různých aplikací. Na těchto počítačích jsou pokyny potřebné k provedení konkrétního úkolu trvale zasunuty do vnitřní paměti. Po dokončení jedné úlohy lze do vnitřní paměti načíst pokyny pro další úlohu ke zpracování. Tento univerzální stroj lze použít pro přípravu mezd, řízení zásob, zprávy o prodeji atd.
Klasifikace osobních počítačů v závislosti na počtu uživatelů:
- Režim jednoho uživatele – zdroj může kdykoli používat pouze jeden uživatel.
- Režim pro více uživatelů – sdílený jeden počítač několika uživateli kdykoli.
Počítačová síť – několik vzájemně propojených autonomních strojů, které v kteroukoli dobu používá mnoho uživatelů.
Specifikace firmwaru
Hardware jsou fyzické součásti, které tvoří počítačový systém. Klasifikace softwaru osobních počítačů dále rozděluje software a související data pro počítačový hardware.
Hardware a software mají symbiotický vztah, což znamená, že bez PC softwaruvelmi omezené a bez hardwaru nebude software fungovat vůbec. Potřebují jeden druhého, aby naplnili svůj potenciál.
Klasifikace počítačového softwaru:
- Operační systém je software, který umožňuje uživateli ovládat hardware, aniž by se ponořil do jeho složitosti.
- Obslužné programy – provádějí specifické úkoly související se správou zařízení. Klasifikace počítačového softwaru podle tohoto typu zahrnuje komprimační programy, formátovače, defragmentátory a další nástroje pro správu disku.
- Knihovní programy jsou zkompilované knihovny běžně používaných rutin. V systému Windows mají obvykle příponu souboru DLL a jsou často označovány jako runtime knihovny.
- Překladatelé – Bez ohledu na jazyk nebo typ jazyka, který uživatel používá k psaní programů, musí být ve strojovém kódu, aby byly rozpoznány a spuštěny počítačem.
- Aplikační software se obvykle používá pro úkoly, které mají spojení se světem mimo zařízení.
Klasifikace počítačového zařízení kategorizuje počítače podle typů hardwaru, jako je pevný disk, který je fyzicky připojen k počítači, cokoliv, čeho se lze fyzicky dotknout. CD, monitor, tiskárna a grafická karta jsou příklady počítačového hardwaru. Bez jakéhokoli hardwaru nebude počítač fungovat a software nebude fungovat.
Hardware a softwaresoftware mezi sebou interaguje: software říká hardwaru, jaké úkoly by měl provádět.
Klasifikace poskytování počítačů podle typu zařízení:
- vstupní zařízení;
- storage;
- processing;
- management;
- out.
Charakteristika počítačové paměti
Paměť počítače je jako lidský mozek, který se používá k ukládání dat a pokynů. Paměť počítače je rozdělena na velmi malé buňky. Každá z nich má jedinečné umístění, každé místo má trvalou adresu v rozsahu od 0 do 65535.
Počítače používají hlavně tři typy paměti:
- Vyrovnávací paměť je vysokorychlostní paměť, která zrychluje procesor. Funguje jako vyrovnávací paměť mezi procesorem a hlavní pamětí. Pravidelně používaná data a soubory programů, které CPU používá, jsou uloženy v mezipaměti. CPU má v případě potřeby přístup k datům. Když se operační systém spustí, přenese některé důležité soubory a data z disku do mezipaměti, odkud k nim může procesor snadno přistupovat.
- Primární paměť (hlavní paměť). Primární paměť obsahuje všechny soubory a data nebo instrukce, na kterých počítač běží. Po vypnutí počítače jsou data uložená v primární paměti navždy ztracena. Kapacita tohoto zdroje je omezená. Polovodičová součástka se používá v primární paměti, která je pomalejší než registr. Dvě podkategorie hlavnípaměť – RAM a ROM.
- Sekundární paměť. Známe to jako vnější. Je pomalejší než hlavní paměť. Zdroj se používá k trvalému ukládání dat a informací. Procesor přistupuje k datům sekundární paměti prostřednictvím některých I/O rutin. Obsah sekundárních paměťových buněk se nejprve přenese do hlavní paměti a poté k němu může přistupovat CPU. Příklad přídavné paměti: DVD, disk, CD-ROM atd.
Po přečtení těchto informací bude pro uživatele snadné odpovědět na otázku pro klasifikaci počítačů.
5. generace počítačů: současnost a budoucnost
Počítače páté generace jsou postaveny na technologickém pokroku dosaženém v předchozích generacích zařízení. Jejich implementace je plánována ke zlepšení interakce mezi lidmi a stroji pomocí lidské inteligence a databází nashromážděných od počátku digitálního věku. Mnoho z těchto projektů se již realizuje, zatímco jiné jsou stále ve vývoji.
Klasifikace moderních počítačů pro zařízení 5. generace je systém, který má začátek, ale žádný konec, protože zařízení této skupiny jsou stále ve vývoji a vynalézání. Jejich vývoj začal v 90. letech minulého století a pokračuje dodnes. Používají technologii integrace ve velkém měřítku (VLSI).
Průkopníky v akceleraci AI jsou Google, Amazon, Microsoft, Apple, Facebook a Tesla. První výsledky jsou již na smartu viditelnédomácí zařízení, která jsou navržena k automatizaci a integraci činností v systému podpory života doma.
