0b37b47292d14272bc13a159e24f18ba (1)

1. Классы вычислительных машин

Клюева Т.В.

2. История развития вычислительных устройств и приборов.

3. Вычисления в доэлектронную эпоху.

• Арифмометры могли не только складывать,
вычитать, умножать, делить, но запоминать
промежуточные результаты вычислений.
• В середине XIX века анг. Математик Чарльз
Бэбидж выдвинул идею создания программно
управляемой машины, имеющей
арифметическое устройство, устройство
управления, а также устройства ввода и печати.
• Аналитическая машина состоит из 4000 стальных
деталей и весит 3 тоны.

4. Вычисления Аналитической машиной.

Аналитической
машиной.
• Вычисления производились Аналитической машиной в
соответствии с инструкциями (программами), которые
разработала леди Ада Лавлейс (она считалась первым
программистом), в ее честь назван язык
программирования АДА.
• Первыми носителями информации, которые
использовались для хранения программ, были
перфокарты. Программы записывались на перфокарты
путем пробития в определенном порядке отверстий в
плотных бумажных карточках.Затем перфокарты
помещались в Аналитическую машину, которая считывала
расположение отверстий и выполняла вычислительные
операции.

5. Элементная база хранения информации

• Вместе с заменой ламп
на транзисторы и
усовершенствовалась
элементная база
хранения информации.
Для хранения
информации стали
применять не только
перфоленты и
перфокарты, но и
магнитную ленту. Что
значительно ускорило
ввод-вывод
информации в
машину.

6. Развитие электронно-вычислительной техники.

• ЭВМ первого поколения.
• В 40-е годы XX века начались работы по
созданию первых электронно-вычислительных
машин, в которых механические детали
заменили электронные лампы.
• В 1945 году в США была построена машина
ENIAC (ЭЛЕКТРОННЫЙ ЧИСЛОВОЙ ИНТЕГРАТОР И
КАЛЬКУЛЯТОР).
• В 1950 году в СССР была создана МЭСМ(малая
электронная счетная машина).

7. ЭВМ первого поколения.

• ЭВМ первого поколения могли выполнять вычисления со
скоростью нескольких десятков тысяч операций в секунду,
последовательность выполнения задавалась
программами.
• Программы писались на машинном языке, алфавит
которого состоял из двух знаков – «1» и «0».
• Программы вводились в ЭВМ с помощью перфокарт или
перфолент, наличие отверстия на перфокарте
соответствовало знаку 1, а его отсутствие – знаку 0.
• Результаты вычислений выводились в форме длинных
последовательностей нулей и единиц с помощью
печатающих устройств.

8. Элементная база компьютеров 1 поколения

компьютеров
1 поколения
• Элементной базой компьютеров
этого поколения были:
электромеханические реле,
которые быстро ломались и
создавали сильный шум как в
производственном цехе,
электронно-вакуумные лампы,
срок службы которых не
превышал несколько месяцев.
Их в машине было десятки тысяч.
Таким образом каждый день,
что-то ломалось.
• Оперативная память
выполнялась на триггерах,
позднее на ферритовых
сердечниках

9. ЭВМ второго поколения.

• В 60-е годы XX века были созданы ЭВМ , в которых на смену
электронных ламп пришли транзисторы.
• Которые имеют в десятки раз меньшие размеры и массу,
более высокую надежность и потребляют значительно
меньшую электрическую мощность.
• В СССР в 1967 году вступила в строй мощная в Европе ЭВМ
- БЭСМ-6, которая могла выполнять 1 миллион операций в
секунду.
• В БЭСМ-6 использовалось 260 тысяч транзисторов,
устройства внешней памяти на магнитных лентах для
хранения программ и данных, а также алфавитноцифровые печатающие устройства для вывода результатов
вычислений.

10. ЭВМ третьего поколения.

• Начиная с 70-х годов стали использоваться
интегральные схемы. В интегральной
схеме могли быть плотно упакованы
тысячи транзисторов, каждый из которых
имел размеры с человеческий волос.
• ЭВМ на базе интегральных схемстали
более компактнее, быстродействующие.

11. Элементная база ЭВМ 3 поколения

• Интегральные схемы стали
элементной базой компьютеров
третьего поколения. Интегральная
схема это схема изготовленная
на полупроводниковом кристалле
и помещенная в корпус. Иногда
интегральную схему называют –
микросхемой или чипом.
• В компьютерах третьего
поколения, одна интегральная
схема могла заменить до тысячи
транзисторов и других базовых
элементов. Это давало огромную
миниатюризацию и снижение
себестоимости производства
ЭВМ.

12. Интегральные схемы можно классифицировать по количеству элементов размещенных на одном кристалле:

по количеству элементов размещенных на
одном кристалле:
• МИС – (Малые интегральные схемы) до 100
элементов
• СИС – (Средние интегральные схемы) до 1 000
элементов
• БИС – (Большие интегральные схемы) до 10 000
элементов
• СБИС – (Сверхбольшие интегральные схемы) до
1 000 000 элементов
• ГБИС – (Гигабольшие интегральные схемы)
свыше 1 000 000 000 элементов

13. Преимущества и проблемы БИС

• Применение БИС дало
резкое улучшение
основных показателей
скорости работы и
надежности. Такая
высокая степень
интеграции, привела к
уменьшению числа
монтажных операций,
уменьшила количество
внешних соединений,
которые изначально не
надежные. Это очень
способствовало
уменьшению размеров,
стоимости и повышению
надежности.
• Однако появление БИС
привело и к появлению
проблем. Одна из
главных это проблема
теплоотвода. Чем выше
степень интеграции
схемы тем выше
тепловыделение.
Требуется постоянное
охлаждение, без
которого интегральная
схема перегреется и
сгорит.

14. Четвертое поколение

Поколения ЭВМ
Четвертое поколение
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Тип ЭВМ – персональный.
Цель использования компьютера – управление,
предоставление информации.
Режим работы компьютера – персональная работа.
Интеграция данных – очень высокая.
Основные средства наложения информации –
оптические, гибкие, жесткие диски.
Ключевые решения в обработке информации –
технология автоматизации профессиональных знаний.
Тип пользователя – пользователи с общей компьютерной
подготовкой.
Расположение пользователя – рабочий стол.

15.

16. Классическая архитектура ЭВМ фон Неймана

Устройства ввода
Внутренняя
память
(ОЗУ, ПЗУ)
Процессор
(АЛУ, УУ)
Внешняя память
Устройства вывода
16

17.

Принципы устройства ЭВМ
Джона Фон Неймана
I.
Принцип общего устройства ЭВМ - для
эффективной обработки информации ЭВМ должна
состоять из следующих блоков: АЛУ, УУ, ОП, УВВ.
АЛУ - арифметико-логическое устройство,
предназначенное для выполнения арифметических
и логических операций;
УУ - устройство управления, предназначенное для
организации процесса автоматического
выполнения программ;
ОП - оперативная (основная) память, предназначенная
для хранения программ и данных;
УВВ - устройства ввода-вывода информации.
17

18. Принципы устройства ЭВМ Джона Фон Неймана

устройства ЭВМ
Джона Фон Неймана
II.
III.
IV.
Принцип произвольного доступа к
основной памяти – память ЭВМ должна
состоять из некоторого количества
пронумерованных ячеек, в которых может
храниться информация закодированная в
двоичном коде.
Принцип хранимой программы –
программы хранятся в памяти вместе с
данными.
Принцип программного управления – УУ
исполняет команды из памяти ЭВМ
автоматически.
18

19.

20.

21. По назначению компьютеры можно разделить на группы:

• Консольный
компьютер
• Встраиваемый
компьютер
(миникомпьютер)
• Моноблок
• Сервер
• Мейнфрейм
(большая ЭВМ)
• Суперкомпьютер
o Настольный
компьютер
o Ноутбук
o Планшетный
компьютер
o Игровая приставка
o Коммуникатор и
смартфон
o Носимый
компьютер

22. Консольный компьютер

• Консо́льный компью́тер — компьютер,
выполняющий подготовительные действия,
необходимые для запуска основной
компьютерной системы.
• Взаимодействие с пользователем организовано
посредством устройств, в том числе
подключенных через сеть, а также при помощи
специальных программ — эмуляторов
терминала.

23. Встраиваемый (мини)компьютер

В промышленности
миникомпьютеры
применяются для
построения систем
управления, сбора данных,
при этом встраиваемые
системы могут работать в
условиях агрессивной
окружающей среды и
дефицита места;
на транспорте мини ПК и
прочие embedded-системы
используются для сбора и
передачи в диспетчерскую
данных о работе всех узлов
и механизмов, количестве
пассажиров, маршруте
следования и для
информирования о
чрезвычайных ситуациях;

24. Встраиваемый компьютер

• в административных
зданиях для
информационных систем
и электронных очередей;
• в магазинах для
демонстрации рекламы в
местах продаж и
создания оптимальных
систем видеонаблюдения;
• миникомпьютеры
используются для
автоматизации зданий;
• в медицине мини ПК могут
использоваться для
обработки данных на
диагностическом
оборудовании.

25. Встраиваемый компьютер

Встраиваемы
й компьютер
Мини компьютер может использоваться не
только в промышленном, но и в домашнем
варианте

26. Моноблок

• Моноблок — это
компьютер,
собранный в одном
корпусе с
монитором. В
настоящее время,
когда используются
большие плоские ЖКпанели, моноблок
внешне очень похож
на монитор, разве что
он потолще и имеет
больше органов
управления.
Достоинства — хорошая
компактность, уменьшение
количества проводов, простота
установки, эстетичность.
Недостатки:
Из-за жестких требований к
нагреву компонентов
моноблоки часто собираются
на мобильных версиях
комплектующих —
энергопотребление и
выделение тепла у них ниже, но
ниже и производительность.
Нет возможности
модернизации или она
трудоемкая, нет возможности
быстрой замены сломавшихся
элементов.

27. Моноблок

28. Сервер

• аппаратное
обеспечение,
выделенное и/или
специализированное
для выполнения на
нём сервисного
программного
обеспечения.
• Обычно это наиболее
мощный компьютер в
сети.

29. Мейнфрейм

• Мейнфре́йм -большой
универсальный
высокопроизводительный
отказоустойчивый сервер со
значительными ресурсами
ввода-вывода, большим
объёмом оперативной и
внешней памяти,
предназначенный для
использования в критически
важных системах с
интенсивной обработкой.
IBM System z9
Семейство в настоящее время
включает пять моделей,
насчитывающих до 54
процессоров

30. Суперкомпьютер

• Как правило,
современные
суперкомпьютеры
представляют собой
большое число
высокопроизводительны
х серверных
компьютеров,
соединённых друг с
другом локальной
высокоскоростной
магистралью для
достижения
максимальной
производительности в
рамках подхода
распараллеливания
вычислительной задачи.
Китайский суперкомпьютер, известный
как Tianhe-2, имеет 16000 узлов, каждый
из которых оснащен двумя
процессорами Intel Xeon Ivy Bridge и
тремя Xeon Phi, а в общей сложности
система имеет 3 120 000 вычислительных
ядер

31. Настольный компьютер

• стационарный
персональный компьютер,
предназначенный в
первую очередь для
работы в офисе или в
домашних условиях.
Термин обычно
используется для того,
чтобы обозначить вид
компьютера и отличить его
от компьютеров других
типов, например,
портативного компьютера,
карманного компьютера,
встроенного компьютера
или сервера.

32. Ноутбук

Ноутбук
Современные ноутбуки на
протяжении последнего
десятилетия стали легкими,
компактными, стильными,
но, в то же время,
мощными, не
уступающими по
производительности и
функциональности
настольным персональным
компьютерам. Модельный
ряд каждого производителя
имеет представителей
разных классов мобильных
компьютеров: субноутбуки,
мультимедийные,
геймерские ноутбуки,
бизнес-класс, имиджевые
ноутбуки, бюджетные.

33. Мультимедийный ноутбук

Мультимедийный
ноутбук
имеются в виду портативные
компьютеры,
ориентированные на
использование в качестве
мобильных медиацентров.
Это означает, прежде всего,
расширенную поддержку (в
первую очередь
аппаратную) различных
аудио- и видеоформатов,
экран большой диагонали и
высокого разрешения,
высококачественную,
насколько это возможно для
ноутбука, аудиосистему, а
также полный набор портов
для подключения к бытовой
аудио- и видеотехнике.

34. Нетбук

• Нетбук — субноутбук с
относительно невысокой
производительностью,
предназначенный в
основном для выхода в
Интернет и работы с
офисными
приложениями.
Обладает небольшой
диагональю экрана в
7—12 дюймов, низким
энергопотреблением,
небольшим весом и
относительно невысокой
стоимостью.

35. Смартбук

Смартбук — небольшой
ноутбук, построенный на
аппаратной платформе того
же класса, которая
используется для смартфонов
и интернет-планшетов.
По задумке авторов
предполагалось так назвать
устройство для коммуникации
аналогичное смартфону, но
которое имело бы клавиатуру,
пригодную для набора длинных
текстов и писем, а не только
СМС. Предполагаемая
аудитория — пользователи,
которым не требуется полная
функциональность ПО для
стационарных ПК.

36. Смартфон

• Смартфо́н
(англ. smartphone — умный
телефон) — мобильный
телефон, сравнимый с
карманным
персональным
компьютером (КПК).
Коммуникатор —
карманный персональный
компьютер, дополненный
функциональностью
мобильного телефона.
• Смартфоны и
коммуникаторы
отличаются от обычных
мобильных телефонов
наличием достаточно
развитой операционной
системы

37. Игровая приставка

• Игрова́я приста́вка —
специализированное
электронное устройство,
разработанное и созданное
для видеоигр. Наиболее
часто используемым
устройством вывода является
телевизор или, реже,
компьютерный монитор —
поэтому такие устройства и
называют приставками, так
как они приставляются к
независимому устройству
отображения.
• Портативные (карманные)
игровые системы имеют
собственное встроенное
устройство отображения (ни
к чему не приставляются),
поэтому их называют
«игровая консоль».

38. Планшетный компьютер

• Планше́тный
компью́тер —
собирательное понятие,
включающее различные
типы мобильных
компьютеров с
сенсорным экраном.
Планшетным
компьютером можно
управлять
прикосновениями руки
или стилуса. Клавиатура
и мышь доступны не
всегда.
• К планшетным
компьютерам могут
относиться
следующие
устройства:
• Планшетный
персональный
компьютер
o Планшетный нетбук
o Тонкий ПК
o Ультрамобильный ПК
• Интернет-планшет
• Электронная книга

39. Планшетный нетбук

• В общем случае
планшетный нетбук
представляет собой
нетбук, оснащенный
поворотным сенсорным
экраном. Как правило,
дисплей такого
устройства имеет
диагональ 9-12 дюймов
и крепится к основанию
при помощи шарнира.
Экран можно
развернуть вокруг
собственной оси и
положить на клавиатуру.

40. Тонкий ПК (Slate PC)

• компактный вариант
планшетного ПК с
диагональю экрана 7-11
дюймов. Предназначен
для управления
пальцами с помощью
сенсорного экрана и
использования
мультитач-жестов. Для
ввода текстов
используется только
виртуальная клавиатура,
хотя теоретически с
помощью интерфейса
bluetooth к устройству
можно подключить
внешнюю физическую
клавиатуру.

41. Ультрамобильный ПК

• Устройства UMPC —
новый тип мобильных
компьютеров, нечто
среднее между
планшетным и
карманным ПК.

42. Интернет-планшет

мобильный компьютер
относящийся к типу планшетных
компьютеров как правило с
диагональю экрана от 5 до 11
дюймов, построенный на
аппаратной платформе того же
класса, которая используется для
смартфонов. Для управления
интернет-планшетом
используется сенсорный экран,
взаимодействие с которым
осуществляется при помощи
пальцев, без использования
физической клавиатуры и мыши.
Ввод текста на сенсорном
экране в целом не уступает
клавиатурному по скорости.
Многие современные интернетпланшеты позволяют
использовать для управления
программами мультитач-жесты.

43. Электронная книга

• Электронная книга—
общее название группы
узкоспециализированных
компактных планшетных
компьютерных устройств,
предназначенных для
отображения текстовой
информации,
представленной в
электронном виде.
• Основным отличием
данной группы
компьютерных устройств
от КПК, планшетных ПК или
субноутбуков является
ограниченная
функциональность.

44. Носимый компьютер

Носимый компьютер
Носимый компьютер —
компьютер, который можно
носить на себе. Один из
вариантов носимого
компьютера — т. н.
«интерактивные очки».
Устройство представляет
собой миникомпьютер с вебкамерой, сканером и
доступом в интернет.
Изображение в этом случае
проецируется на внутреннюю
часть очков. Развлекательные
возможности дополненной
реальности такого устройства
достаточно широки:
опознавания лиц окружающих
людей и сравнение их с
фотографиями друзей
аккаунта в социальной сети и
т.д.

45. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

Классификация ЭВМ
По принципу действия
– Аналоговые вычислительные машины (АВМ) —
вычислительные машины непрерывного действия, работают с
информацией, представленной в непрерывной (аналоговый форме), т.е. в
виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще
всего электрического напряжения).
– Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) —
вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией,
представленной в дискретной, а точнее в цифровой форме.
– Гибридные вычислительные машины (ГВМ) —
вычислительные машины комбинированного действия, работают с
информацией, представленной и в цифровой и в аналоговой форме; они
совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно
использовать для решения задач управления сложными
быстродействующими техническими комплексами.

46. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

Классификация ЭВМ
По сферам деятельности человека
– для автоматизации вычислений
– для систем управления
– для решения задач искусственного интеллекта

47. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

Классификация ЭВМ
По назначению
– Универсальные
– Проблемно-ориентированные
– Специализированные

48. Универсальные компьютеры

Универсальный компьютер — компьютер, предназначенный для
решения широкого класса задач. Компьютеры этого класса имеют
разветвленную и алгоритмически полную систему операций,
иерархическую структуру запоминающих устройств и развитую систему
устройств ввода-вывода данных.
Программируемость -наличие аппаратурныхвозможностей, позволяющих
пользователю вводить, модифицировать или заменять программы
инымисредствами, чем:
• а) физическое изменение соединений или разводки;
• б) задание функционального управления, включая прямой ввод
параметров
Автоматизм:
• Изначально компьютер был создан как вычислительная машина, но ПК
также используется в других целях — как средство доступа в
информационные сети и как платформа для мультимедиа
(мультимедиастанция) и компьютерных игр (игровой ПК).

49.

50.

51.

Виды программного обеспечения
компьютеров
Методо-ориентированные ППП, в основе
которых лежит реализация математических
методов решения задач.
Проблемноориентированные ППП предназначены для
решения определенной задачи в конкретной
предметной области.
Интегрированные ППП представляют собой
набор нескольких программных продуктов,
объединенных в единый инструмент.

52. Все компьютеры делятся на большие и малые

Все компьютеры делятся на большие и малые
• Класс больших компьютеров составляют
системы, которые обладают большой
вычислительной мощью и предназначены
для
одновременного
обслуживания
нескольких
пользователей.
В
свою
очередь,
малые
компьютеры
предназначены для оказания помощи
человеку в повседневной работе с
текущей информацией

53. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

Классификация ЭВМ
По назначению
– Многопользовательские
– Рабочие станции
– Персональные компьютеры
– Сервера
– Кластерные ЭВМ
– Ноутбуки
– Карманные компьютеры

54. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

Классификация ЭВМ
По функциональным (вычислительным)
возможностям и размерам
– Супер ЭВМ
– Большие ЭВМ
– Малые ЭВМ
– Супер-мини
– Микро ЭВМ
– Микроконтроллеры и микропроцессоры

55. СуперЭВМ

Классы ЭВМ по сферам применения и методам использования
СуперЭВМ
назначение:
Основное
предназначена для высокоскоростного выполнения прикладных процессов.
Основные технические данные:
Имеет скалярные и векторные процессоры.
Совместная работа процессоров основывается
на различных архитектурах.

56. Супер-миниЭВМ

Классы ЭВМ по сферам применения и методам использования
Супер-миниЭВМ
Основное назначение:
Многопультовые вычислительные
системы.
Основные технические данные:
Мультипроцессорная архитектура,
позволяющая подключение до
нескольких сот терминалов (наличие
наращиваемых запоминающих
устройств).

57. Большие ЭВМ (мэйнфреймы)

Классы ЭВМ по сферам применения и методам использования
Большие ЭВМ (мэйнфреймы)
Основное назначение:
Обработка больших объемов
данных крупных предприятий.
Основные технические данные:
Мультипроцессорная архитектура, позволяющая
подключение нескольких сот рабочих мест.

58. Мини-ЭВМ

Классы ЭВМ по сферам применения и методам использования
Мини-ЭВМ
Основное назначение:
Системы управления
предприятиями.
Основные технические данные:
Однопроцессорная архитектура,
разветвленная система
периферийных устройств (ограниченные возможности,
обработка слов меньшей длины и т.д.)

59. МикроЭВМ (ПК)

Классы ЭВМ по сферам применения и методам использования
МикроЭВМ (ПК)
Основное назначение:
Индивидуальное обслуживание
пользователей.
Основные технические данные:
Центральный блок с одним или
несколькими процессорами, монитор, акустическая
система, клавиатура, электронное перо с планшетом,
устройство ввода информации, принтеры, жесткие
диски, гибкие диски, магнитные ленты, оптические диски
и пр.

60.

Классификация ЭВМ
По функциональным (вычислительным)
возможностям и размерам
Класс компьютера
Параметры
Супер
компьютеры
Большие
компьютеры
Малые
компьютеры
Микро
компьютеры
Производительность
(MIPS)
1000 -1 000 000
100 -10000
10-1000
10-100
Емкость ОП (Мбайт)
2000-100 000
512-10000
128-2048
32- 512
Емкость внешнего
ЗУ (Гбайт)
500-50 000
100-10000
20-500
10-50
Разрядность (бит)
64-256
64-128
32-128
32-128

61. Классификация компьютеров

62. Большие компьютеры делятся на:

• Суперкомпьютеры
обладающие
огромной
вычислительной
мощью,
основанные
на
многопроцессорном
принципе
обработки
информации. Как правило,
такие машины выпускаются в
единичных
экземплярах
и
используются в областях, где
требуется быстрый анализ
больших
потоков
информации.

63. Большие компьютеры делятся на:

• Серверы
мощные
компьютеры в вычислительных
сетях, которые осуществляют
обслуживание подключенных к
ним
компьютеров,
предоставляют свои ресурсы
для использования другими
пользователями
и
обеспечивают выход в другие
сети.
Часто
серверы
специализируются
на
обслуживании
рабочих
станций
в
какой-то
определенной
области.
В
зависимости от назначения
определяют
такие
типы
серверов: сервер приложений,
файл-сервер, архивационный
сервер,
факс-сервер,
почтовый
сервер,
сервер
печати,
сервер
телеконференций.

64. Малые компьютеры подразделяются на:

• Персональные.
Основное
назначение
выполнение
рутинной
работы:
поиск
информации,
составление
типовых форм документации,
подготовка текстов разного рода
и т. д. Общедоступность и
универсальность персональных
компьютеров обеспечивается за
счет
наличия
следующих
характеристик: дружественность
интерфейса взаимодействия с
человеком, малая стоимость,
небольшие
габариты
и
отсутствие
специальных
требований
к
условиям
окружающей среды, открытость
архитектуры,
большое
количество
программных
средств для различных областей
применения,
высокая
надежность работы.

65. Малые компьютеры подразделяются на:

• Портативные.
Эти
компьютеры
легко
переносимы. Они часто оформлены в виде
чемоданчиков или папок.

66. Малые компьютеры подразделяются на:

• Производственные.
Предназначены
для
использования в производственных условиях.
Они
встраиваются
в
технологический
процесс
производства
какой-нибудь
продукции,
осуществляют
управление
технологическими линиями и станками.

67. Типы компьютеров

Технологические и экономические аспекты,
Широкий спектр компьютеров.
• Одноразовые компьютеры,
• Микроконтроллеры,
• Игровые компьютеры,
• Персональные компьютеры
• Серверы,
• Комплексы рабочих станций,
• Менфреймы

68.

Многообразие компьютеров
Суперкомпью́тер — специализированная
вычислительная машина, значительно превосходящая по
своим техническим параметрам и скорости вычислений
большинство существующих в мире компьютеров.

69.

Многообразие компьютеров
Мэйнфрейм - высокопроизводительный
компьютер со значительным объёмом
оперативной и внешней памяти,
предназначенный для организации
централизованных хранилищ данных большой
ёмкости и выполнения интенсивных
вычислительных работ.

70.

71. Помимо указанных возможности компьютера характеризуются рядом других параметров:

разрядность и формы представления чисел;
емкость внешней памяти;
характеристики внешних устройств хранения, обмена и
ввода-вывода информации;
пропускная способность устройств связи узлов ЭВМ между
собой;
способность ЭВМ одновременно работать с несколькими
пользователями и выполнять одновременно несколько
программ;
типы операционных систем, используемых в машине;
программная совместимость с другими типами ЭВМ, т. е.
способность выполнять программы, написанные для других
типов ЭВМ;
возможность
подключения
к
каналам
связи
и
к
вычислительной сети;
надежность и пр.

72. Семейства компьютеров

Архитектура ЭВМ —
это многоуровневая иерархия аппаратно-программных средств,
из которых строится ЭВМ.
Семейство компьютеров - электронных технических
приспособлений для переработки информации довольно велико и разнообразно. Есть маленькие счетные
устройства - микрокалькуляторы, которые помещаются в
наручных часах, шариковых ручках: крохотные кнопкичисла, которые нужно нажимать иголкой или остриём
карандаша, и несколько операций - четыре действия
арифметики, вычисление процентов, возведение в
степень, извлечение корня. Вот и все - для работы с языком
возможности маловаты.

73.

74. Классификация компьютеров по физической реализации

75. По физической реализации различают

Механический компьютер (устарел)
Электронный компьютер
Оптический компьютер
Квантовый компьютер
Биокомпьютер

76. Механический компьютер

• Механический
компьютер - компьютер,
функционирующий
с помощью совокупности
совершающих требуемые
движения тел (обычно —
деталей), подвижно
связанных и
соприкасающихся между
собой.
• Механический компьютер
построен из механических
компонентов: рычаги,
шестерёнки, инверсоры,
шарниры и прочие.
• Наиболее
распространенным
примером таких
счетных машин являются
те, что используют
повороты шестерни для
отображения дисплея.
Более сложные
компьютеры могут
выполнять умножение,
деление и даже
дифференциальный
анализ.

77. Это интересно…

• Механические компьютеры использовались в
первых космических полётах и выводили
информацию с помощью смещения
индикатора поверхностей. С первого
пилотируемого космического полета до 2002
года, каждый пилотируемый советский и
российский космический корабль из
серий Восток, Восход и Союз был оснащен
компьютером «Глобус», показывающим
движение Земли через смещение миниатюрной
копии земного шара и данные о широте и
долготе.

78. Аналитическая машина Бэббиджа

• Аналитическая машина
Бэббиджа на полном
основании считается
предшественником
современного компьютера,
так как содержит в себе все
ключевые элементы, из
которых состоит компьютер.
• К сожалению, оригиналы его
детищ не дошли до наших
дней. В 1991 году по
чертежам Бэббиджа был
изготовлен до недавнего
времени единственный в
мире действующий образец
механического компьютера,
который входит в экспозицию
лондонского музея истории
науки.

79. Биокомпьютер

• Биокомпьютер —
компьютер, который
функционирует как
живой организм или
содержит
биологические
компоненты. Создание
биокомпьютеров
основываются на
молекулярных
вычислениях. В качестве
вычислительных

80. Современные результаты

• В настоящее время
учеными уже
разработаны
различные типы
искусственных
нейронов и
нейронных сетей,
способных к
самоорганизации и
самообучению. Такие
знания применяются в
конструировании
роботов, способных
воспринимать и

81. Биокомпьютинг

• Разработкой
компьютеров,
которые
функционировали бы
как живые организмы
и содержали
биологические
компоненты, но при
этом были бы
способны выполнять
логические операции
и накапливать
• Биокомпьютинг
позволяет решать
сложные
вычислительные
задачи, организуя
вычисления при
помощи живых
тканей, клеток,
вирусов и
биомолекул.

82. Использование биокомпьютера

• Ученые говорят, что
использовать
отказоустойчивый
биокомпьютер имеет
смысл там, где от
компьютеров
особенно важна
способность
бесперебойной
работы, к примеру во
время долгих
космических полетов.

83. Квантовый компьютер

Квантовый компьютер — вычислительное устройство,
работающее на основе квантовой механики.
Полномасштабный квантовый компьютер является пока
гипотетическим устройством, сама возможность построения
которого связана с серьёзным развитием квантовой теории в
области многих частиц и сложных экспериментов; эта работа
лежит на переднем крае современной физики.
Ограниченные квантовые компьютеры уже построены;
элементы квантовых компьютеров могут применяться для
повышения эффективности вычислений на уже
существующей приборной базе.
Построение квантового компьютера в виде реального
физического прибора является фундаментальной задачей
физики XXI века.

84. Будущее квантовых компьютеров — в троичных вычислениях

компьютеров — в
троичных вычислениях
• Современные
компьютеры хранят
информацию в двоичной
системе, логической
репрезентации «истины»
и «лжи», true & false.
Троичные же
вычислительные системы
хранят информацию как
представляющую «ложь»,
«ноль» и «истину»: 0, 1, 2
или –1, 0, 1.
• Троичные системы будут

85. Нанокомпьютер

• Нанокомпьютер —
вычислительное
устройство на основе
электронных
(механических,
биохимических,
квантовых) технологий
с размерами
логических элементов
порядка нескольких
нанометров. Сам
компьютер,
разрабатываемый на
основе

86. Наноробот

• Наноро́боты,
или нанобо́ты —
роботы, размером
сопоставимые
с молекулой (менее
10 нм), обладающие
функциями движения,
обработки и
передачи информац
ии, исполнения
программ.
• Нашли основное

87. Нанотранзисторы

• В настоящее время
ученые вплотную
приблизились к
прорыву в области
электроники,
созданной на основе
графеновых
транзисторов.
Графен, лист
углерода, толщиной в
один атом,
обладает рядом

88. Нанопроцессор

• В 2011 г. Специалисты
Гарвардского
университета в
сотрудничестве с их
коллегами из
компании MITRE
разработали и
продемонстрировали
первый в мире
программируемый
нанопроцессор.

89. Мэйнфрейм