Počítač je jedným z najjasnejších vynálezov ľudstva. Vďaka počítačovým technológiám boli ľudia schopní ukladať a spracovávať obrovské množstvo dát, zrýchliť životné tempo, vykonávať výpočty, nakupovať online a dosahovať nevídanú produktivitu. Ak chcete správne vybrať a ovládať zariadenie, musíte poznať metódy klasifikácie počítačov.
Gradácia svetovej informatizácie
Počítač možno definovať ako akékoľvek elektronické zariadenie, ktoré prijíma a prijíma dáta, ukladá ich a spracováva na zmysluplné informácie zrozumiteľné pre používateľa. Táto definícia dnes zahŕňa mnoho užitočných a potrebných zariadení, ako sú hodinky, kalkulačky, televízory, teplomery, notebooky, mobilné telefóny a mnohé ďalšie.
Všetky prijímajú dáta a vykonávajú operácie s potrebnými informáciami. Počítač je len všeobecný pojem pre systém zložený z mnohých zariadení. Počítače v skorších dobách mali veľkosť miestnosti a spotrebovali obrovské množstvo elektriny. Dnes vedecký a technologický pokrok minimalizoval veľkosť strojov a zmenšil ich na veľkosťmalé hodiny. A toto nie je limit.
V súčasnosti sú počítače klasifikované:
- podľa veku;
- z hľadiska výkonu a veľkosti;
- podľa účelu alebo funkčnosti;
- podľa počtu mikroprocesorov;
- podľa binárneho čísla "BIT";
- podľa oblasti použitia;
- podľa počtu používateľov;
- podľa schém spracovania údajov;
- pre hardvér a softvér;
- podľa veľkosti pamäte počítača.
Päť generácií počítačov
Zariadenia sú zoskupené podľa generácie podľa veku. Patria sem autá prvej, druhej, tretej, štvrtej a piatej generácie.
Päť generácií počítačov sa líši v mechanizmoch spracovania informácií:
- Prvá je vo vákuových trubiciach.
- Druhý - v tranzistoroch.
- Tretí – v integrovaných obvodoch.
- Štvrté – v mikroprocesorových čipoch.
- Piata je v inteligentných zariadeniach s umelou inteligenciou.
Počítače prvej generácie. Ide o generáciu strojov, ktoré boli vytvorené v rokoch 1946 až 1957. Tieto zariadenia mali nasledujúce vlastnosti:
- Vákuové trubice na pripojenie.
- Magnetické bubny ako pamäť na spracovanie dát.
- Nízky operačný systém.
- Zabralo veľa inštalačného priestoru, niekedy aj celú miestnosť.
- Spotreboval veľa energie a zároveň uvoľnil obrovské množstvo energie do životného prostredia, čo by mohlo viesť kničenie strojov.
Počítače druhej generácie existovali v rokoch 1958 až 1964. Mali tieto vlastnosti:
- Použité tranzistory.
- Menej externý objem strojov v porovnaní s počítačmi prvej generácie.
- Spotrebovala menej energie.
- Operačný systém bol rýchlejší.
Počas tejto generácie boli vyvinuté programovacie jazyky ako Cobol a Fortran a používané v diernych štítkoch na zadávanie údajov a tlač.
Počítače tretej generácie existovali v rokoch 1965 až 1971.
Funkcie:
- Použité integrované obvody (IC).
- Boli menšie kvôli použitiu žetónov.
- Mal veľkú pamäť na spracovanie údajov.
- Rýchlosť spracovania bola oveľa vyššia.
- Technológiou používanou v týchto počítačoch je technológia Small Scale Integration (SSI).
LSI Large Scale Integration Technology
Počítače 4. generácie sa vyrábali od roku 1972 do 90. rokov. Použili technológiu Large Scale Integration (LSI):
- Veľká veľkosť pamäte.
- Vysoká rýchlosť spracovania.
- Malá veľkosť a cena.
- Vyrobené s klávesnicou, ktorá dobre spolupracuje so systémom spracovania údajov.
V tejto fáze došlo k rýchlemu vývoju internetu.
Ďalšie pokroky, ktoré sa dosiahli, zahŕňali zavedenie grafického používateľského rozhrania (GUI) a myši. Okrem GUI tento druh počítača používa naprpoužívateľské rozhrania:
- prirodzený jazyk;
- Q&A;
- príkazový riadok (CLI);
- vypĺňanie formulárov.
Vytvorenie 4. počítača inicioval mikroprocesor Intel C4004 po tom, čo výrobcovia začali integrovať tieto mikročipy do svojich nových dizajnov.
V roku 1981 predstavila spoločnosť International Business Machine svoj prvý domáci počítač, známy ako IBM PC.
Funkčný rozdiel medzi počítačmi
Klasifikácia počítačov podľa účelu alebo funkčnosti sa delí na stroje na všeobecné a špeciálne účely. Prvý rieši veľa problémov. Hovorí sa, že sú viacúčelové, keďže plnia široké spektrum úloh. Príklady počítačov na všeobecné použitie zahŕňajú stolné počítače a prenosné počítače.
Počítače na špeciálne účely riešia iba špecifické problémy. Sú navrhnuté tak, aby vykonávali výlučne špecifické úlohy. Príklady počítačov na špeciálne účely môžu zahŕňať kalkulačky a počítadlo peňazí.
Schémy spracovania údajov
Klasifikácia počítačov podľa spracovania údajov. V závislosti od schém spracovania údajov sa zariadenia delia na analógové, digitálne alebo hybridné.
Analógové počítače fungujú na princípe merania, pri ktorom sa merania premieňajú na dáta. Moderné analógové zariadenia zvyčajne používajú elektrické parametre, ako sú napätia, odpory alebo prúdy na reprezentáciu spracovaných veličín. Takéto počítačenesúvisia priamo s číslami. Meria spojité fyzikálne veličiny.
Digitálne počítače sú tie, ktoré pracujú s informáciami, numerickými alebo inými, reprezentovanými v digitálnej forme. Takéto zariadenia spracúvajú údaje v digitálnych hodnotách (v 0 s a 1 s) a poskytujú výsledky s vyššou presnosťou a rýchlosťou.
Hybridné zariadenia zahŕňajú funkciu merania analógového počítača a funkciu počítania digitálneho zariadenia. Tieto stroje používajú analógové komponenty na výpočtové účely a digitálne pamäťové zariadenia na ukladanie.
Klasifikácia počítačov podľa výkonu a veľkosti
Počítače sú dostupné v rôznych veľkostiach a kvôli týmto rozdielom vykonávajú rôzne úlohy s rôznymi kapacitami.
Klasifikácia pamäte počítača podľa typu:
- Mikropočítače.
- Minipočítače.
- Superpočítače.
- Hlavné počítače.
- Mobilné počítače.
Mikropočítače. Sú menšie a lacnejšie ako sálové počítače a superpočítače, no zároveň sú menej efektívne. Napríklad osobné počítače (PC) a stolové zariadenia.
Minipočítače. Ide o počítače strednej veľkosti, ktoré stoja menej ako sálové počítače a superpočítače. Napríklad počítače IBM strednej triedy.
Mobilné zariadenia. Klasifikáciou osobných počítačov sú notebooky a netbooky strednej veľkosti umiestnené na kolenách používateľa počas práce, menšie vreckové zariadenia, ktoré možno držať rukami -mobilné telefóny, kalkulačky a osobné digitálne asistenty (PDA).
Sálové počítače. Ide o veľmi veľké drahé počítačové systémy. Spracúvajú dáta rýchlejšie a sú lacnejšie ako superpočítače.
Superpočítače. Rýchlejšie stroje sú veľmi drahé, pretože robia veľa matematických výpočtov. Používajú sa na spracovanie veľmi veľkého množstva údajov.
Najrýchlejší a najvýkonnejší superpočítač je veľmi drahý a používa sa na špecializované aplikácie, ktoré si vyžadujú obrovské matematické výpočty, ako je napríklad predpoveď počasia. Medzi ďalšie aplikácie superpočítačov patrí pohybová grafika, výpočty dynamiky tekutín, výskum jadrovej energie a prieskum ropy.
Hlavný rozdiel medzi superpočítačom a sálovým počítačom je v tom, že superpočítač smeruje všetku svoju silu na niekoľko špecifických úloh, zatiaľ čo sálové počítače využívajú svoju silu na spustenie mnohých programov súčasne. Sálový počítač je veľmi veľký a drahý a dokáže súčasne podporovať stovky alebo dokonca tisíce používateľov.
V hierarchii, ktorá začína jednoduchým mikroprocesorom, ako sú hodinky na konci zoznamu a superpočítače na vrchu zoznamu, sú sálové počítače hneď pod superpočítačmi. V určitom zmysle sú sálové počítače výkonnejšie ako superpočítače, pretože podporujú veľa súbežných používateľov, ale superpočítače môžuspustiť jeden program rýchlejšie ako sálové počítače.
Mikropočítač je najmenší systém spracovania na všeobecné účely. Starší počítač uviedol na trh 8-bitový procesor s kapacitou 3,7 MB a súčasný 64-bitový procesor s kapacitou 4,66 GB.
Takéto zariadenia možno rozdeliť do dvoch typov:
- Stolové zariadenia.
- Prenosné mechanizmy.
Rozdiel je v tom, že prenosné možnosti možno použiť počas cestovania, zatiaľ čo stolné počítače prenosné byť nemôžu.
Organizácia podľa počtu mikroprocesorov
Na základe počtu mikroprocesorov možno počítače rozdeliť na:
- Sekvenčné.
- Paralelný.
Sériové počítače – akúkoľvek úlohu vykonávanú na takýchto zariadeniach vykonáva iba mikropočítač. Väčšina z týchto zariadení sú sekvenčné počítače, kde každá úloha dokončí sekvenčnú inštrukciu od začiatku do konca.
Paralelné počítače sú relatívne rýchle. Nové typy strojov, ktoré využívajú veľké množstvo procesorov. Procesory vykonávajú rôzne úlohy nezávisle a zároveň zvyšujú rýchlosť zložitých programov. Paralelné počítače dosahujú rýchlosť superpočítačov za oveľa nižšie náklady.
BIT oddelenie
Toto je klasifikácia počítačov na základe dĺžky slova. Binárna číslica sa nazýva BIT. Slovo je skupina bitov, ktorá je pevnápre počítač. Počet bitov v slove (alebo dĺžka slova) určuje zastúpenie všetkých znakov v týchto bitoch. Dĺžka slov sa na väčšine moderných počítačov pohybuje od 16 do 64 bitov.
Binárna číslica alebo bit je najmenšia jednotka informácie v počítači. Používa sa na ukladanie informácií a nastavenie na true/false alebo on/off. Individuálny bit má hodnotu 0 alebo 1, ktorá sa zvyčajne používa na ukladanie údajov a implementáciu inštrukcií v skupinách bajtov. Počítač sa často klasifikuje podľa počtu bitov, ktoré dokáže spracovať naraz, alebo podľa počtu bitov v adrese pamäte.
Mnoho systémov používa štyri osembitové bajty na vytvorenie 32-bitového slova. Hodnota bitu je zvyčajne uložená nad alebo pod vyhradenou úrovňou elektrického náboja na kondenzátore vo vnútri pamäťového modulu. Pre zariadenia využívajúce pozitívnu logiku je hodnota 1 (pravda alebo vysoká) kladné napätie vzhľadom na elektrickú zem a hodnota 0 (nepravda alebo nízka) je 0.
Typológia podľa oblasti použitia a používateľov
Klasifikácia počítačov v modernom svete závisí od ich aplikácií a účelov. Aj na tom, koľko používateľov bude stroje využívať pri svojej práci. Zariadenia sú klasifikované podľa aplikácie:
- Vozidlá na špeciálne účely.
- Počítače na všeobecné použitie.
Prvé sú navrhnuté len na splnenie požiadaviek konkrétnej úlohy alebo aplikácie. Inštrukcie,potrebné na vykonanie konkrétnej úlohy sú trvalo uložené v internej pamäti, aby mohli dokončiť úlohu jediným príkazom. Tento počítač nemá žiadne ďalšie možnosti, a preto je lacnejší.
Počítače na všeobecné použitie sú navrhnuté tak, aby vyhovovali potrebám mnohých rôznych aplikácií. Na týchto počítačoch sú pokyny potrebné na vykonanie konkrétnej úlohy trvalo zasunuté do internej pamäte. Po dokončení jednej úlohy možno do internej pamäte načítať pokyny pre ďalšiu úlohu na spracovanie. Tento univerzálny stroj možno použiť na prípravu miezd, správu zásob, správu o predaji atď.
Klasifikácia osobných počítačov v závislosti od počtu používateľov:
- Režim jedného používateľa – zdroj môže kedykoľvek používať iba jeden používateľ.
- Režim pre viacerých používateľov – jeden počítač zdieľajú naraz viacerí používatelia.
Počítačová sieť – niekoľko vzájomne prepojených autonómnych strojov, ktoré môže kedykoľvek použiť veľa používateľov.
Špecifikácia firmvéru
Hardvér sú fyzické komponenty, ktoré tvoria počítačový systém. Klasifikácia softvéru osobného počítača ďalej rozdeľuje softvér a súvisiace údaje pre počítačový hardvér.
Hardvér a softvér majú symbiotický vzťah, čo znamená, že bez PC softvéruveľmi obmedzené a bez hardvéru nebude softvér fungovať vôbec. Potrebujú jeden druhého, aby naplnili svoj potenciál.
Klasifikácia počítačového softvéru:
- Operačný systém je softvér, ktorý umožňuje používateľovi ovládať hardvér bez toho, aby sa ponoril do jeho zložitosti.
- Programy nástrojov – vykonávajú špecifické úlohy súvisiace so správou zariadení. Klasifikácia počítačového softvéru podľa tohto typu zahŕňa kompresné programy, formátovače, defragmentátory a ďalšie nástroje na správu disku.
- Knižničné programy sú zostavené knižnice bežne používaných rutín. V systéme Windows majú zvyčajne príponu súboru DLL a často sa označujú ako knižnice runtime.
- Prekladatelia – Bez ohľadu na jazyk alebo typ jazyka, ktorý používateľ používa na písanie programov, musia byť v strojovom kóde, aby ich počítač rozpoznal a spustil.
- Aplikačný softvér sa zvyčajne používa na úlohy, ktoré majú spojenie so svetom mimo zariadenia.
Klasifikácia počítačových zariadení kategorizuje počítače podľa typov hardvéru, ako je napríklad pevný disk, ktorý je fyzicky pripojený k počítaču, čokoľvek, čoho sa možno fyzicky dotknúť. CD, monitor, tlačiareň a grafická karta sú príklady počítačového hardvéru. Bez akéhokoľvek hardvéru nebude počítač fungovať a softvér nebude fungovať.
Hardvér a softvérsoftvér navzájom interaguje: softvér hovorí hardvéru, aké úlohy by mal vykonávať.
Klasifikácia poskytovania počítačov podľa typu zariadenia:
- vstupné zariadenia;
- storage;
- processing;
- management;
- out.
Charakteristika počítačovej pamäte
Pamäť počítača je ako ľudský mozog, ktorý sa používa na ukladanie údajov a pokynov. Pamäť počítača je rozdelená na veľmi malé bunky. Každý z nich má jedinečnú polohu, každé miesto má trvalú adresu v rozsahu od 0 do 65535.
Počítače využívajú hlavne tri typy pamäte:
- Vyrovnávacia pamäť je vysokorýchlostná pamäť, ktorá zrýchľuje procesor. Funguje ako vyrovnávacia pamäť medzi procesorom a hlavnou pamäťou. Pravidelne používané dátové a programové súbory, ktoré CPU používa, sú uložené vo vyrovnávacej pamäti. CPU má v prípade potreby prístup k údajom. Keď sa operačný systém spustí, prenesie niektoré dôležité súbory a dáta z disku do vyrovnávacej pamäte, odkiaľ k nim má procesor jednoduchý prístup.
- Primárna pamäť (hlavná pamäť). Primárna pamäť obsahuje všetky súbory a údaje alebo pokyny, na ktorých počítač beží. Po vypnutí počítača sa údaje uložené v primárnej pamäti navždy stratia. Kapacita tohto zdroja je obmedzená. Polovodičová súčiastka sa používa v primárnej pamäti, ktorá je pomalšia ako register. Dve podkategórie hlavnejpamäť – RAM a ROM.
- Sekundárna pamäť. Poznáme to ako externé. Je pomalšia ako hlavná pamäť. Zdroj sa používa na trvalé ukladanie údajov a informácií. Procesor pristupuje k údajom sekundárnej pamäte cez niektoré I/O rutiny. Obsah sekundárnych pamäťových buniek sa najskôr prenesie do hlavnej pamäte a potom k nej môže pristupovať CPU. Príklad prídavnej pamäte: DVD, disk, CD-ROM atď.
Po prečítaní týchto informácií bude pre používateľa ľahké odpovedať na otázku na klasifikáciu počítačov.
5. generácia počítačov: súčasnosť a budúcnosť
Počítače piatej generácie sú postavené na technologickom pokroku dosiahnutom v predchádzajúcich generáciách zariadení. Ich implementácia je plánovaná na zlepšenie interakcie medzi ľuďmi a strojmi pomocou ľudskej inteligencie a databáz nahromadených od začiatku digitálneho veku. Mnohé z týchto projektov sa už implementujú, zatiaľ čo iné sú stále vo vývoji.
Klasifikácia moderných počítačov pre zariadenia 5. generácie je systém, ktorý má začiatok, ale nekončí, keďže zariadenia tejto skupiny sú stále vo vývoji a vynáleze. Ich vývoj sa začal v 90. rokoch minulého storočia a pokračuje dodnes. Používajú technológiu integrácie vo veľkom meradle (VLSI).
Pioniermi v akcelerácii AI sú Google, Amazon, Microsoft, Apple, Facebook a Tesla. Prvé výsledky sú už viditeľné na smartdomáce zariadenia, ktoré sú navrhnuté tak, aby automatizovali a integrovali aktivity v systéme podpory života doma.
