Аппаратные средства цифровой техники

Вычислительная система, имеющая в своем составе центральный блок обработки данных (сегодня его обычно называют системным блоком, если он является отдельным устройством), устройства ввода (клавиатура) и вывода (монитор, дисплей) называется компьютером. Центральный блок обработки данных, устройства ввода и вывода могут быть выполнены в виде отдельных устройств (блоков), соединяемых (коммутируемых) между собой с использованием проводных или беспроводных технологий, либо эти блоки могут объединяться каким-либо иным образом. Например, центральный блок обработки данных может быть объединен в одном корпусе с устройством вывода информации (монитором), или все вышеперечисленные устройства исполнены в едином корпусе.

Но какая бы классификация средств компьютерной техники не была выстроена, она в достаточной мере будет условной. В настоящей работе мы будем использовать классификацию, которую используют мировые производители средств компьютерной техники, согласно которой они по вычислительной мощности и решаемым задачам средства компьютерной техники подразделяются на четыре основные группы: суперкомпьютеры, мэйнфреймы, серверы и персональные компьютеры.

Суперкомпьютеры - это большие компьютеры, которые создаются для задач, требующих больших вычислений, например, в астрономии, моделирования климата, составления карт нефтяных и газовых месторождений и т.п. Суперкомпьютеры состоят из тысяч (десятков тысяч) процессоров, имеют большую оперативную память и высокое быстродействие. Быстродействие суперкомпьютеров измеряется в единицах, называемых ФЛОПСами (FLOPS - Floating Point Operations Per Second, количество арифметических операций в секунду). Современные суперкомпьютеры, занимающие площадь в сотни квадратных метров, обладают быстродействием в несколько десятков триллионов арифметических операций в секунду.

Мэйнфреймы - компьютеры с высоким быстродействием и большими вычислительными ресурсами, которые могут обрабатывать большое количество данных и выполнять обработку запросов одновременно нескольких тысяч пользователей. Мэйнфреймы выполнены с избыточными техническими характеристиками, что делает их очень надежными. Физически они имеют один корпус - системный блок размером со шкаф, к которому могут подключаться терминалы, состоящие из монитора и клавиатуры.

Серверы - это компьютеры, которые служат центральными узлами в компьютерных сетях. На серверах устанавливается программное обеспечение, позволяющее управлять работой компьютерной сети и в них, или в подключенных к ним машинным носителям большой емкости, хранится информация, которую могут пользоваться все компьютеры, подключенные к сети. От сервера зависит работоспособность всей сети и сохранность баз данных и другой информации, поэтому серверы имеют несколько резервных дублирующих систем хранения данных, электропитания, возможность замены неисправных блоков без прерывания работы. Серверы могут содержать от нескольких до нескольких десятков процессоров.

Персональные компьютеры (ПК) или персональные ЭВМ (ПЭВМ) - это компьютеры, которые могут использоваться одним человеком автономно, независимо от других компьютеров, хотя и могут быть объединены в локальную сеть или подключены к глобальной сети. Персональные компьютеры подразделяются на настольные, переносные (мобильные, портативные) и карманные.

Настольные (стационарные) компьютеры, в подавляющем большинстве случаев состоят из отдельного системного блока, монитора, клавиатуры, манипулятора типа «mouse» (компьютерная мышь).

Основной частью ПК является системный блок, в корпусе которого установлены: блок питания, материнская плата, устройства (приводы) для чтения/записи информации с локальных (переносимых) машинных носителей, встроенный накопитель на жестких магнитных носителях или твердотельный накопитель большой емкости.

Вариантов комплектации системных блоков существует огромное количество. Комплектующие монтируются в корпусах двух видов. Наиболее распространены корпуса системных блоков типа Tower (башня), которые по размеру (высоте) подразделяются на MiniTower, MidiTower и BigTower. Корпуса системных блоков типа Desktop менее распространены и предназначены для их размещения на столе.

Баребоны (англ. Barebone - скелет) – это полусобранный системный блок, состоящий из корпуса с блоком питания, предустановленной в корпусе материнской платой и системой охлаждения процессора. Обычно подобные системные блоки изготавливаются в качестве нестандартных решений - покупателю остается лишь дополнить систему процессором, оперативной памятью, жестким диском и другими устройствами ввода-вывода, в зависимости от своих нужд. Своим появлением баребоны обязаны, прежде всего, тем, что не всех устраивают стандартные черно-серые корпуса, уместные, скорее, в офисе, чем в домашнем интерьере.

Неттоп (англ. Nettop) - небольшой экономичный недорогой системный блок персонального компьютера. Термин «неттоп» (англ. NETbook+DESktop=Nettop) был предложен компаниейIntel в момент анонса процессоров Atom, которые в понимании этой компании должны стать основной базой для создания неттопов. Достаточно часто неттопы обозначают как «тихие ПК», в основном из-за низкошумящих систем охлаждения центрального процессора. Вычислительной мощности неттопов, помимо работы в Интернет, с различными сетевыми сервисами и различными офисными приложениями обычно хватает для прослушивания музыки, любительской работы с фотографиями и для просмотра видео, в т.ч. высокого разрешения.

Несколько ведущих мировых производителей средств цифровой техники выпускают так называемые моноблоки - компактные персональные компьютеры, в которых системный блок объединен с монитором. Отличие моноблоков от неттопов заключается в том, что в первых устанавливается полноценная системная плата.

Первые портативные (переносные) персональные компьютеры называли лэптопами (англ. laptop - лежащий на коленях). Сегодня термин лэптоп применяется как к ноутбукам, так и к планшетным ПК.

К ноутбукам (англ. notebook - блокнот) обычно относят лэптопы, выполненные в раскладном форм-факторе, в корпусе которого объединены типичные компоненты ПК, включая дисплей, клавиатуру и манипулятор для управления курсором. Ноутбук по сути своей является полноценным компьютером. Но для обеспечения мобильности, портативности и энергонезависимости все комплектующие имеют своеобразные особенности. Так, например, для уменьшения размеров привод оптических носителей лишён механики, выдвигающей лоток. В суперкомпактных ноутбуках приводы оптических дисков не устанавливаются – при необходимости используются внешние, подключаемые через разъем USB.

Существует две основные системы классификации ноутбуков. Одна из них группирует ноутбуки по размеру диагонали экрана, вторая – по назначению и техническим характеристикам. Но достаточно часто эти классификации пересекаются и взаимно дополняют друг друга.

В качестве замены настольного ПК предлагаются ноутбуки с диагональю экрана 17 дюймов и выше. Габариты и вес таких портативных компьютеров весьма значительны, что делает их неудобными в переноске. Отдельные модели ноутбуков получили название дескноуты (от. англ.: DESKtop+NOTEbook=desknote), поскольку в них используются варианты процессоров и системной логики настольных компьютеров.

Для ноутбуков с диагональю экрана 14-16 дюймов не придумано специального обозначения. Ноутбуки этой категории наиболее распространены. Они обладают приемлемыми габаритами и весом при сохранении достойного уровня производительности.

Субноутбуками называют ноутбуки с диагональю экрана 11 - 13,3 дюйма. Такие ноутбуки отличаются малыми габаритами и весом, но при этом незначительный размер экрана снижает удобство работы. Размеры субноутбуков не позволяют установить мощные компоненты, поскольку возникают проблемы с охлаждением, поэтому в них часто применяют мобильные процессоры с пониженным энергопотреблением. Субноутбуки редко оснащаются мощными графическими адаптерами, а в некоторые модели не устанавливается дисковод оптических дисков.

Нетбуки как отдельная категория ноутбуков были выделены из категории субноутбуков в начале 2008 г. компанией Intel. Размер диагонали экрана нетбуков от 7 до 12,1 дюйма. Нетбуки ориентированы на просмотр веб-страниц, работу с электронной почтой и офисными программами. Для этих ноутбуков разработаны специальные энергоэффективные процессоры Intel Atom. Малый размер экрана, небольшая клавиатура и низкая производительность подобных устройств компенсируется умеренной ценой и относительно большим временем автономной работы.

Классификация ноутбуков на бюджетные, среднего класса, бизнес-ноутбуки, мультимедийные, имиджевые, защищенные и т.п. является достаточно условной не влияет общую классификацию аппаратных средств компьютерной техники.

Планшетный персональный компьютер (англ. Tablet PC) - класс ноутбуков, оборудованных планшетным устройством рукописного ввода, объединенным с экраном. Планшетный ПК позволяет работать при помощи стилуса или пальцев, без использования клавиатуры и манипулятора управления курсором.

По конструктивному исполнению, планшетные ПК делятся на:

- «чистые планшетники» — устройства без полноценной клавиатуры;

-планшетные ноутбуки, называемые также «конвертируемыми» (англ. Convertible) или трансформерами, которые выглядят как обычные ноутбуки, экран можно развернуть вокруг оси на 180° и положить на клавиатуру - ноутбук будет выглядеть как планшет.

Карманный персональный компьютер (КПК) - это портативное устройство, которое обладает широкими функциональными возможностями. Английское название этой группы ПК - Personal Digital Assistant (PDA) на русский язык переводится как «личный цифровой секретарь». Достаточно часто КПК называют Pocket PC, но это название является торговой маркой фирмы Microsoft. Также КПК часто называют наладонником (англ. Handheld) из-за небольших размеров. К КПК, оснащённому контроллером USB, можно напрямую подключать различные устройства, в том числе клавиатуру, манипуляторы, мышь, накопители на жестких магнитных дисках, флэш-накопители.