Datamaskin er en av menneskehetens smarteste oppfinnelser. Takket være datateknologi har folk vært i stand til å lagre og behandle enorme mengder data, øke tempoet i livet, utføre beregninger, handle på nett og oppnå enestående produktivitet. For å kunne velge og bruke enheten på riktig måte, må du kjenne til metodene for å klassifisere datamaskiner.
Gradation of world dataization
En datamaskin kan defineres som enhver elektronisk enhet som mottar og mottar data, lagrer og behandler dem til meningsfull informasjon som er forståelig for brukeren. Denne definisjonen inkluderer i dag mange nyttige og nødvendige enheter, som klokker, kalkulatorer, TV-er, termometre, bærbare datamaskiner, mobiltelefoner og mange andre.
Alle mottar data og utfører operasjoner med nødvendig informasjon. Datamaskin er bare en fellesbetegnelse for et system som består av mange enheter. Tidligere tiders datamaskiner var på størrelse med et rom og forbrukte enorme mengder elektrisitet. I dag har vitenskapelig og teknologisk fremgang minimert størrelsen på maskiner, redusert til størrelsen påsmå timer. Og dette er ikke grensen.
For øyeblikket er datamaskiner klassifisert:
- etter alder;
- når det gjelder kraft og størrelse;
- etter formål eller funksjonalitet;
- etter antall mikroprosessorer;
- etter binært tall "BIT";
- etter bruksområde;
- etter antall brukere;
- i henhold til databehandlingsordninger;
- for maskinvare og programvare;
- i henhold til størrelsen på datamaskinens minne.
Fem datamaskingenerasjoner
Enhetene er gruppert etter generasjon etter alder. Disse inkluderer biler av første, andre, tredje, fjerde og femte generasjon.
Fem datamaskingenerasjoner er forskjellige i informasjonsbehandlingsmekanismer:
- Den første er i vakuumrørene.
- Second - i transistorer.
- Tredje - i integrerte kretser.
- Fjerde - i mikroprosessorbrikker.
- Femte er i smarte enheter som er i stand til kunstig intelligens.
Datamaskiner av første generasjon. Dette er en generasjon maskiner som ble laget mellom 1946 og 1957. Disse enhetene hadde følgende egenskaper:
- Vakuumrør for tilkobling.
- Magnetiske trommer som minne for databehandling.
- Lavt operativsystem.
- Tok mye installasjonsplass, noen ganger et helt rom.
- Forbrukte mye energi, og frigjorde samtidig en enorm mengde energi til miljøet, noe som kan føre tilødeleggelse av maskiner.
Andre generasjons datamaskiner eksisterte mellom 1958 og 1964. De hadde følgende funksjoner:
- Brukte transistorer.
- Mindre eksternt volum av maskiner sammenlignet med førstegenerasjons datamaskiner.
- Forbrukt mindre energi.
- Operativsystemet var raskere.
I løpet av denne generasjonen ble programmeringsspråk som Cobol og Fortran utviklet og brukt i hullkort for datainntasting og utskrift.
Tredje generasjons datamaskiner eksisterte mellom 1965 og 1971.
Funksjoner:
- Brukte integrerte kretser (ICs).
- Var mindre på grunn av bruk av sjetonger.
- Hadde et stort minne for databehandling.
- Behandlingshastigheten var mye raskere.
- Teknologien som brukes i disse datamaskinene er Small Scale Integration (SSI)-teknologi.
LSI storskala integreringsteknologi
4. generasjons datamaskiner ble produsert fra 1972 til 1990-tallet. De brukte Large Scale Integration (LSI)-teknologi:
- Stor minnestørrelse.
- Høy behandlingshastighet.
- Liten størrelse og pris.
- Produsert med et tastatur som samhandlet godt med databehandlingssystemet.
På dette stadiet har det skjedd en rask utvikling av Internett.
Andre fremskritt som ble gjort inkluderte introduksjonen av et grafisk brukergrensesnitt (GUI) og en mus. I tillegg til GUI, bruker denne typen datamaskiner slikebrukergrensesnitt:
- naturlig språk;
- Q&A;
- kommandolinje (CLI);
- fylle ut skjemaer.
Opprettelsen av den fjerde datamaskinen ble initiert av Intel C4004-mikroprosessoren, etter at produsenter begynte å integrere disse mikrobrikkene i sine nye design.
I 1981 introduserte International Business Machine sin første hjemmedatamaskin, kjent som IBM PC.
Den funksjonelle forskjellen mellom datamaskiner
Klassifisering av datamaskiner etter formål eller funksjonalitet er delt inn i maskiner for generelle formål og spesielle formål. Den første løser mange problemer. De sies å være multifunksjonelle siden de utfører et bredt spekter av oppgaver. Eksempler på generelle datamaskiner inkluderer stasjonære og bærbare datamaskiner.
Spesialdatamaskiner løser bare spesifikke problemer. De er designet for å utføre utelukkende spesifikke oppgaver. Eksempler på spesielle datamaskiner kan omfatte kalkulatorer og en pengeteller.
Databehandlingsordninger
Klassifisering av datamaskiner ved databehandling. Avhengig av databehandlingsskjemaene er enheter delt inn i analog, digital eller hybrid.
Analoge datamaskiner opererer etter måleprinsippet, der målinger konverteres til data. Moderne analoge enheter bruker vanligvis elektriske parametere som spenninger, motstander eller strømmer for å representere behandlede mengder. Slike datamaskinerer ikke direkte relatert til tall. De måler kontinuerlige fysiske mengder.
Digitale datamaskiner er de som jobber med informasjon, numerisk eller på annen måte, representert i digital form. Slike enheter behandler data i digitale verdier (i 0s og 1s) og gir resultater med større nøyaktighet og hastighet.
Hybride enheter inkluderer målefunksjonen til en analog datamaskin og tellefunksjonen til en digital enhet. Disse maskinene bruker analoge komponenter til dataformål og digitale lagringsenheter for lagring.
Klassifisering av datamaskiner etter kraft og størrelse
Datamaskiner er tilgjengelige i forskjellige størrelser, og på grunn av disse forskjellene utfører de en rekke jobber med forskjellig kapasitet.
Klassifisering av datamaskinminne etter type:
- Mikrodatamaskiner.
- Minidatamaskiner.
- Superdatamaskiner.
- Mainframes.
- Mobile datamaskiner.
Mikrodatamaskiner. De er mindre og billigere enn stormaskiner og superdatamaskiner, men også mindre effektive. For eksempel personlige datamaskiner (PC-er) og stasjonære enheter.
Minidatamaskiner. Dette er mellomstore datamaskiner som koster mindre enn stormaskiner og superdatamaskiner. For eksempel IBM mellomstore maskiner.
Mobile enheter. Klassifiseringen av personlige datamaskiner er bærbare datamaskiner og netbooks av middels størrelse plassert på brukerens fanget under arbeid, mindre håndholdte enheter som kan holdes med hendene -mobiltelefoner, kalkulatorer og personlige digitale assistenter (PDAer).
Mainframe-datamaskiner. Dette er veldig store og dyre datasystemer. De behandler data raskere og er billigere enn superdatamaskiner.
Superdatamaskiner. Raskere maskiner er veldig dyre fordi de gjør mange matematiske beregninger. De brukes til å behandle svært store datamengder.
Den raskeste og kraftigste superdatamaskinen er veldig dyr og brukes til spesialiserte applikasjoner som krever enorme matematiske beregninger, for eksempel værvarsling. Andre bruksområder for superdatabehandling inkluderer bevegelsesgrafikk, væskedynamiske beregninger, forskning på kjernekraft og oljeleting.
Hovedforskjellen mellom en superdatamaskin og en stormaskin er at førstnevnte styrer all sin kraft til noen få spesifikke oppgaver, mens stormaskiner bruker kraften sin til å kjøre mange programmer samtidig. En stormaskin er veldig stor og dyr, og kan samtidig støtte hundrevis eller til og med tusenvis av brukere.
I et hierarki som starter med en enkel mikroprosessor, som klokker nederst og superdatamaskiner øverst på listen, ligger stormaskiner like under superdatamaskiner. På en måte er stormaskiner kraftigere enn superdatamaskiner fordi de støtter mange samtidige brukere, men superdatamaskiner kankjør ett program raskere enn stormaskiner.
Mikrodatamaskin er det minste generelle behandlingssystemet. Den eldre PC-en lanserte en 8-bits prosessor på 3,7 MB og den nåværende 64-bits prosessoren på 4,66 GB.
Slike enheter kan deles inn i to typer:
- Skrivebordsenheter.
- Bærbare mekanismer.
Forskjellen er at bærbare alternativer kan brukes mens du reiser mens stasjonære datamaskiner ikke kan være bærbare.
Organisasjon etter antall mikroprosessorer
Basert på antall mikroprosessorer kan datamaskiner deles inn i:
- Sekvensiell.
- Parallell.
Serielle datamaskiner - enhver oppgave som utføres på slike enheter, utføres kun av mikrodatamaskinen. De fleste av disse enhetene er sekvensielle datamaskiner, der enhver oppgave fullfører en sekvensiell instruksjon fra start til slutt.
Parallelle datamaskiner er relativt raske. Nye typer maskiner som bruker et stort antall prosessorer. Prosessorer utfører forskjellige oppgaver uavhengig og øker samtidig hastigheten på komplekse programmer. Parallelle datamaskiner matcher hastigheten til superdatamaskiner til en mye lavere pris.
BIT-separasjon
Dette er en klassifisering av datamaskiner basert på ordlengde. Det binære sifferet kalles BIT. Et ord er en gruppe biter som er fastefor datamaskin. Antall biter i et ord (eller ordlengde) bestemmer representasjonen av alle tegn i disse bitene. Ordlengder varierer fra 16 til 64 biter på de fleste moderne datamaskiner.
Et binært siffer eller bit er den minste informasjonsenheten på en datamaskin. Brukes til å lagre informasjon og settes til sann/falsk eller på/av. En individuell bit har en verdi på 0 eller 1, som vanligvis brukes til å lagre data og implementere instruksjoner i grupper med byte. En datamaskin klassifiseres ofte etter antall biter den kan behandle på en gang, eller etter antall biter i en minneadresse.
Mange systemer bruker fire åtte-biters byte for å danne et 32-bits ord. Verdien av en bit er vanligvis lagret over eller under et dedikert nivå av elektrisk ladning på en kondensator inne i en minnemodul. For enheter som bruker positiv logikk, er en verdi på 1 (sann eller høy) en positiv spenning i forhold til elektrisk jord, og en verdi på 0 (falsk eller lav) er 0.
Typologi etter applikasjonsområde og brukere
Klassifisering av datamaskiner i den moderne verden avhenger av deres applikasjoner og formål. Også på hvor mange brukere som skal bruke maskinene i sitt arbeid. Enheter er klassifisert etter applikasjon:
- Spesialkjøretøy.
- Generelle datamaskiner.
De førstnevnte er kun utformet for å oppfylle kravene til en spesifikk oppgave eller applikasjon. Bruksanvisning,som trengs for å utføre en spesifikk oppgave, lagres permanent i internminnet slik at den kan fullføre en oppgave med en enkelt kommando. Denne PC-en har ingen ekstra muligheter og er derfor billigere.
Generelle datamaskiner er designet for å møte behovene til mange forskjellige applikasjoner. På disse maskinene er instruksjonene som trengs for å utføre en bestemt oppgave permanent koblet til internminnet. Når en jobb er fullført, kan instruksjoner for en annen jobb lastes inn i internminnet for behandling. Denne generelle maskinen kan brukes til å utarbeide lønn, lagerstyring, salgsrapport osv.
Klassifisering av personlige datamaskiner avhengig av antall brukere:
- Enkeltbrukermodus – bare én bruker kan bruke ressursen til enhver tid.
- Multi-user mode - delt én datamaskin av flere brukere til enhver tid.
Datanettverk - flere sammenkoblede autonome maskiner som brukes av mange brukere til enhver tid.
fastvarespesifikasjon
Hardware er de fysiske komponentene som utgjør et datasystem. Klassifiseringen av personlig datamaskinprogramvare deler inn programvare og relaterte data for datamaskinmaskinvare.
Hardware og programvare har et symbiotisk forhold, altså uten PC-programvaresvært begrenset, og uten maskinvaren vil ikke programvaren fungere i det hele tatt. De trenger hverandre for å oppfylle potensialet sitt.
Datamaskinprogramvareklassifisering:
- Et operativsystem er programvare som lar brukeren kontrollere maskinvaren uten å fordype seg i kompleksiteten.
- Hjelpeprogrammer - utføre spesifikke oppgaver knyttet til utstyrsadministrasjon. Klassifiseringen av dataprogramvare etter denne typen inkluderer komprimeringsprogrammer, formatere, defragmentere og andre diskbehandlingsverktøy.
- Bibliotekprogrammer er kompilerte biblioteker av vanlige rutiner. På et Windows-system har de vanligvis DLL-filtypen og blir ofte referert til som runtime-biblioteker.
- Oversettere - Uansett språk eller type språk brukeren bruker for å skrive programmer, må de være i maskinkode for å kunne gjenkjennes og utføres av en datamaskin.
- Programvare brukes vanligvis til oppgaver som har en tilkobling til verden utenfor enheten.
Datamaskinenhetsklassifisering kategoriserer datamaskiner etter maskinvaretyper, for eksempel en harddisk som er fysisk koblet til datamaskinen, alt som kan berøres fysisk. CD-en, skjermen, skriveren og skjermkortet er alle eksempler på maskinvare. Uten maskinvare vil ikke datamaskinen fungere, og programvaren vil ikke fungere.
Maskinvare og programvareprogramvare samhandler med hverandre: programvaren forteller maskinvaren hvilke oppgaver den skal utføre.
Klassifisering av datamaskinklargjøring etter enhetstype:
- inndataenheter;
- lagring;
- behandling;
- ledelse;
- ut.
Karakteristisk for datamaskinminne
Datamaskinminne er som den menneskelige hjernen som brukes til å lagre data og instruksjoner. Datamaskinens minne er delt inn i svært små celler. Hver av de sistnevnte har en unik plassering, hver plassering har en permanent adresse som varierer fra 0 til 65535.
Datamaskiner bruker hovedsakelig tre typer minne:
- Cache-minne er et høyhastighetsminne som øker hastigheten på prosessoren. Den fungerer som en buffer mellom prosessoren og hovedminnet. Regelmessig brukte data og programfiler som brukes av CPU-en, lagres i cache-minnet. CPU-en kan få tilgang til dataene ved behov. Når operativsystemet starter, overfører det noen viktige filer og data fra disk til cache-minne, hvorfra prosessoren enkelt kan få tilgang til dem.
- Primærminne (hovedminne). Primærminne inneholder alle filene og dataene eller instruksjonene som datamaskinen kjører på. Når datamaskinen er slått av, går data som er lagret i primærminnet tapt for alltid. Kapasiteten til denne ressursen er begrenset. Halvlederenheten brukes i primærminnet, som er tregere enn et register. To underkategorier av hoveddelenminne – RAM og ROM.
- Sekundært minne. Vi kjenner det som eksternt. Det er tregere enn hovedminnet. En ressurs brukes til å lagre data og informasjon permanent. Prosessoren får tilgang til sekundære minnedata gjennom noen I/O-rutiner. Innholdet i de sekundære minnecellene overføres først til hovedminnet, og deretter kan CPU-en få tilgang til det. Eksempel på ekstra minne: DVD, plate, CD-ROM, etc.
Etter å ha lest denne informasjonen vil det være enkelt for brukeren å svare på spørsmålet for å klassifisere datamaskiner.
5. generasjon datamaskiner: nåtid og fremtid
Datamaskiner av femte generasjon er bygget på den teknologiske fremgangen som er oppnådd i tidligere generasjoner av enheter. Implementeringen deres er planlagt for å forbedre interaksjonen mellom mennesker og maskiner ved å bruke menneskelig intelligens og databaser akkumulert siden begynnelsen av den digitale tidsalderen. Mange av disse prosjektene er allerede under implementering, mens andre fortsatt er under utvikling.
Klassifiseringen av moderne datamaskiner for 5. generasjons enheter er et system som har en begynnelse, men ingen slutt, siden enhetene til denne gruppen fortsatt er under utvikling og oppfinnelse. Utviklingen deres begynte på 1990-tallet og fortsetter i dag. De bruker teknologi ved storskala integrering (VLSI).
Pionerene innen AI-akselerasjon er Google, Amazon, Microsoft, Apple, Facebook og Tesla. De første resultatene er allerede synlige på smarthjemmeenheter som er designet for å automatisere og integrere aktiviteter i livsstøttesystemet hjemme.