Классификация ЭВМ
Компьютеры отличаются друг от друга по множеству различных критериев. Среди критериев могут быть размеры, возможности, особенности сфер применения и решаемых задач и т.д.
Типом компьютера называют группу компьютеров, которые имеют близкие способы использования и функциональность.
Видом компьютера называют более узкую группу компьютеров, которые относятся к одному типу и имеют сходные принципы внутреннего устройства и внешний вид. Например, персональные компьютеры – это тип. Этот тип подразделяется на такие виды как моноблоки, ноутбуки, нетбуки и т.д.
Существует три основных типа компьютеров:
- персональные компьютеры;
- вычислительные серверы;
- суперкомпьютеры.
В свою очередь типы разделяются на отдельные виды.
Персональные компьютеры
Персональный компьютер (ПК) - это компьютер, который представляет информацию в понятном для человека виде. Персональные компьютеры бывают портативными и стационарными. Стационарные компьютеры – это компьютеры, которые не предназначены для частого перемещения.
К стационарным компьютерам относятся следующие виды:
- Настольный компьютер (десктоп). Основной частью десктопа является системный блок, к которому подключаются периферийные устройства – мышь, клавиатура, монитор. Сам системный блок построен по модульному принципу, таким образом, чтобы пользователь мог путем подбора модулей сконфигурировать устройство под свои нужды.
- Неттоп. Большинство пользователей персональных компьютеров не используют даже половины их мощности. Этот факт толкнул производителей ПК на разработку менее мощных, но более компактных компьютеров. Неттоп - это системный блок с очень малыми габаритами, предназначенный для работы в офисных и домашних условиях. Для неттопов обычно используется процессор Atom, выпущенный на рынок компанией Intel в $2008$ году. Термин «неттоп», составленный из слов «интернет» и «десктоп», тоже предложен компанией Intel.
- Моноблок. Это стационарный компьютер, в котором отсутствует видимый системный блок. Все комплектующие, которые традиционно должны располагаться в системном блоке, находятся в корпусе монитора.
Другой разновидностью персональных компьютеров являются портативные компьютеры.
Портативный компьютер – это компьютер, который пользователь может постоянно носить с собой. Этот тип компьютеров объединяет одна обязательная особенность – наличие емкого аккумулятора для возможности автономной работы.
К портативным относятся следующие виды компьютеров:
- Ноутбук (Лаптоп). Отличительной особенностью ноутбуков является совмещение всех комплектующих – монитора, клавиатуры, мыши - в одном корпусе. Визуально ноутбук состоит из двух частей – крышки с жидкокристаллическим монитором и остальной части, которая содержит все другие комплектующие. Корпус ноутбука может раскрываться и закрываться как книга, что делает его еще более компактным. Мониторы современных ноутбуков бывают как обыкновенными, так и сенсорными. По мощности современные ноутбуки не уступают стационарным ПК.
- Нетбук. Это ноутбук, который имеет меньший размер и большее время работы аккумулятора. Но производительность нетбуков существенно ниже, чем производительность ноутбуков, что не дает возможности устанавливать на них ресурсоемкие приложения. Основной задачей этого вида компьютеров является обеспечение пользователя доступом в Интернет.
- Планшеты и планшетные ноутбуки. Основной задачей этого вида компьютеров также является обеспечение доступа в Интернет. Кроме того в них присутствуют основные мультимедийные возможности. Поскольку планшеты еще меньше и компактнее нетбуков, то большинство пользователей считает их более удобными.
- КПК и смартфоны. КПК – это карманные персональные компьютеры, размером с мобильный телефон. Они открывают пользователю доступ в Интернет и позволяют работать с некоторыми приложениями. Смартфон помимо функций КПК выполняют еще и функцию телефона.
Вычислительные серверы
В основе работы компьютерных сетей лежит работа специального типа компьютеров – вычислительных серверов. Самая главная функция сервера – это хранение огромных объемов информации и организация доступа к ней по сети. Основное требование к серверу – это высокая производительность и надежность. Вся хранящаяся на сервере информация должна быть доступна постоянно в любое время суток. Поэтому на серверах устанавливается специализированное программное обеспечение, которое создает резервные копии информации. В основе обработки огромных объемов информации серверами лежит метод параллельных вычислений. Поэтому серверные компьютеры развиваются в направлении многопроцессорности и многоядерности.
На крупных предприятиях обычно существуют серверы, настроенные на решение отдельных задач:
- сервер рабочей группы компьютеров;
- прокси-сервер – обеспечивающий опосредованный доступ в Интернет;
- контроллер домена
- сервер электронной почты;
- веб-сервер;
- сервер для хранения данных;
- сервер для хранения файлов;
- терминальный сервер;
- серверы софта;
- брандмаэры, ограничивающие доступ в Интернет в целях безопасности;
- серверы FTP;
- серверы печати.
С другой стороны в небольшой локальной сети (например, в домашней сети) роль сервера может выполнять обычный стационарный ПК или ноутбук. В этом смысле грань между понятиями ПК и «сервер» несколько нечеткая.
Суперкомпьютеры
Суперкомпьютеры – это компьютеры с самой высокой производительностью. Это даже не компьютеры, а компьютерные комплексы, состоящие из серверных компьютеров с общей памятью. Они могут выполнять вычисления со скоростью триллионов операций в секунду за счет параллельных и векторных вычислений. Используются суперкомпьютеры для решения сложных научных задач, для моделирования природных явлений.
На сегодняшний день в мире существует $10$ наиболее мощных суперкомпьютеров:
- Cray CS-Storm (США).
- Vulcan – Blue Gene/Q(США).
- Juqueen – Blue Gene/Q(Германия).
- Stampede – PowerEdge C8220(США).
- Piz Daint – Cray XC30 (США).
- Mira – Blue Gene/Q(США).
- K Computer (Япония).
- Sequoia – Blue Gene/Q (США).
- Titan – Cray XK7(США).
- Tianhe-2 / Млечный путь-2 (Китай).
Наиболее объективным критерием производительности компьютеров является единица под названием флопс. Флопс – это число операций с плавающей точкой в секунду. Первый компьютер в истории человечества ЭНИАК имел производительность $500$ флопс. Современный ПК имеет производительность порядка миллиарда флопс. Современные суперкомпьютеры имеют производительность от нескольких петафлопс до нескольких десятков петафлопс. Производительность наиболее мощного суперкомпьютер Млечный путь-$2$ равна $33,86$ петафлопс, а теоретически достижимая производительность - $54,9$ петафлопс.