Реферат: Развитие персональных ЭВМ и ноутбуков

Для того, чтобы лучше представить, чем же все-таки персональные компьютеры отличаются от других электронно-вычислительных машин, начнем рассматривать историю возникновения ПК с момента появления первых ЭВМ, не забывая при этом более ранние достижения в истории вычислительной техники, благодаря которым стало возможным в конечном итоге создание персональных компьютеров: машина Паскаля (1642 г.), механический арифмометр Лейбница (1673 г.), «Аналитическая машина» Чарльза Бэббиджа (1820-1856 гг.), использование двоичной системы счисления путем применения электрических цепей компьютера (Клод Шеннон, конец 30-х гг. ХХ в.).

Возникновение электронно-вычислительных машин стало возможным после появления электронных ламп . В тридцатые годы они стали технической основной устройств обработки и хранения цифровой информации и широчайшим образом применялись в радиотехнических устройствах.
Первой действующей ЭВМ стал ENIAC (США, 1945-1946 гг.). Внешне такая ЭВМ, как и другие ЭВМ первого поколения, представляла собой десятки стоек, каждая размером с большой книжный шкаф, наполненных электронными лампами, громоздкие печатающие агрегаты, и все это на площади сотни квадратных метров, со специальными системами охлаждения, источниками питания, постоянно гудящее и вибрирующее.ьььььььььььььььььььььььььььььььь
Возникновение ЭВМ второго поколения было связано с приходом полупроводниковой техники – транзисторов . К началу шестидесятых годов они начали вытеснять электронные лампы из бытовой техники. Первый транзистор был создан в 1948 г., а первая ЭВМ с его использованием – в 1956 г.

Изобретение транзисторов было первым шагом к уменьшению размеров компьютеров. К середине 60-х годов появились компактные внешние устройства для компьютеров, что позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер PDP-8 размером с холодильник и стоимостью 20000 долларов. Это был первый компьютер, который мог себе позволить приобрести потребитель.

Но к тому времени был подготовлен ещё один шаг к миниатюризации компьютеров – были изобретены интегральные схемы .

В 1959 году инженеры фирмы «TexasInstruments» разработали способ, как разместить внутри одного полупроводникового кристалла несколько транзисторов и соединить их между собой. Полученные электронные схемы стали называть интегральными схемами, или чипами . Чипы, используемые в современных компьютерах, представляют собой интегральные схемы, эквивалентные миллионам транзисторов, размещенным на кусочке кремния площадью менее пяти квадратных сантиметров. Изобретение интегральных схем позволило перейти к третьему поколению ЭВМ. В 1968 году фирма Burroughs выпустила первый компьютер на интегральных схемах, а в 1970 г. фирма Intel начала продавать интегральные схемы памяти.

Подлинную революцию в вычислительной технике произвело создание микропроцессора . В 1971 году компанией «Intel» было создано устройство, реализующее на крошечной микросхеме функции такие же, как центральный процессор большой ЭВМ. 15 ноября 1971 года «Intel 4004» – так назвали микропроцессор – был представлен общественности. Новый качественный скачок был совершен в апреле 1974 г., когда компанией «Intel» был создан «Intel 8080» – первый в мире процессор, походивший на «настоящую» вычислительную машину. Дальнейшее развитие событий происходило прямо-таки с фантастической скоростью: за десятилетие был пройден путь от изобретения 4-разрядного микропроцессора до достаточно сложной
32-разрядной. Было ликвидировано отставание микропроцессорной техники от обычных ЭВМ и началось интенсивное вытеснение последних (все ЭВМ четвертого поколения собраны на базе того или иного микропроцессора.

Процесс постоянного роста числа транзисторов в производимых микропроцессорах среди инженеров называют законом Мура (Гордон Мур – один из основателей фирмы Intel), который еще в 1965 году предсказал, что число транзисторов в компьютерных чипах ежегодно будет удваиваться.

Последствия создания микропроцессора оказались огромны не только для вычислительной техники, но и для научно-технического прогресса в целом. В области разработки ЭВМ первым таким последствием оказалось создание персональных компьютеров (ПК).

Небольшие компьютеры, предназначенные для одного пользователя, который в каждый момент решает не более одной задачи, использовались в профессиональной деятельности уже в начале 70-х годов. Восьмиразрядные процессоры i8080 и Z80 в сочетании с операционной системой CP/М позволили создать ряд таких компьютеров, но, тем не менее, началом эры их массового появления стал 1976 год, когда появился знаменитый «Apple», созданный молодыми американскими инженерами Стивом Возняком и Стивом Джобсом. За несколько лет было продано около 2 млн. экземпляров лишь этих ПК (особенно «Apple-2»), то есть впервые в мировой практике компьютер стал устройством массового производства. Вскоре лидерство в этой области захватила фирма IBM – компьютерный гигант, представивший в 1981 году свой персональный компьютер IBM РС. Его модели РС ХТ (1983 г.), РС АТ (1984 г.), ПК с микропроцессором Pentium (начало 90-х годов) стали, каждый в свое время, ведущими на мировом рынке ПК.

Успех IBM связывают с тем, что именно она начала разработку компьютеров с масштабируемой и открытой архитектурой.

Вплоть до 1964 года каждая модель компьютера, даже от одного изготовителя была уникальна и требовала своей операционной системы – фундаментальной программы, управляющей компонентами компьютера, координирующей их взаимодействие, на основе которой работают все другие программы. Поэтому перенос программного обеспечения с одного компьютера на другой требовал немалых усилий.

IBM, начиная с компьютеров семейства System/360 (мэйнфрейм1 ) решает производить их с масштабируемой архитектурой (само понятие в то время еще не существовало). Модели, построенные по разным технологиям – от медленных до самых быстрых, от компактных до гигантов – должны были работать под управлением одной и той же операционной системы. Тогда заказчики смогут переносить программы с одной машины на другую. Периферия и аксессуары тоже должны были стать универсальными для разных моделей.

В начале 80-х годов IBM решила применить принцип открытой архитектуры и к персональным компьютером. В то время ее позиции в их продаже не были столь сильны. Стремясь завоевать рынок ПК как можно скорее, IBM решила покупать микропроцессоры у фирмы Intel (хотя обычно сама разрабатывала их для своей продукции), а за разработкой операционной системы для своих ПК обратилась к созданной в 1975 году и уже довольно известной своими программами фирме Microsoft (основатели – Билл Гейтс и Пол Аллен).

Microsoft поддержала планы IBM по массовому производству персональных компьютеров. Для разработки операционной системы она пригласила к себе на работу ведущего инженера из Сиэтла Тима Патерсона, и вскоре была создана дисковая операционная система фирмы Microsoft, или MS-DOS.

Microsoft с IBM заключила важную для себя сделку, ставшую затем легендарной: IBM за низкую однократную плату были переданы права на использование MS-DOS на стольких компьютерах, сколько она сумеет реализовать. Однако контроль за будущими улучшениями операционной системы оставался за Microsoft. 1 Появились тысячи прикладных программ, совместимых с MS-DOS, что в свою очередь еще больше способствовало росту продаж персональных компьютеров.

Открытость архитектуры компьютеров IBM стала мощным стимулом для поставщиков отдельных компонентов, разработчиков программных продуктов и других участников компьютерного бизнеса.

Подводя итог рассмотрению истории возникновения ПК, необходимо сказать следующее. На начальных этапах развития вычислительной техники компьютеры использовались исключительно в промышленных целях. Ввиду очень высокой себестоимости их не могли себе позволить обычные люди.

Однако потребность в получении и обработке информации была у всех. И как только реализация этой потребности стала возможной (в основном за счет снижения себестоимости процессоров), появились персональные компьютеры. Массовое производство ПК привело к их повсеместному распространению и использованию как в быту, так и в коммерческих целях. Благодаря этому стало возможным и появление Интернета, который в свою очередь еще больше усилил популярность персональных компьютеров.

1.2Отличительные особенности и классификация ПК. Модели и сферы применения

Для классификации персональных компьютеров используем спецификацию РС99 (международный сертификационный стандарт, разработанный представителями Intel, Microsoft и других фирм в 1999 г.), которая делит все ПК на следующие пять категорий: ConsumerPC (массовый ПК), OfficePC (деловой ПК), MobilePC (портативный ПК), WorkstationPC (рабочая станция), EntertainmentPC (развлекательный ПК). Кроме этих видов рассмотрим также карманные персональные компьютеры – новый вид ПК.

1.2.1 Consumer PC (массовый ПК)

«Массовый (или домашний) компьютер» – на сегодняшний день понятие очень широкое. Согласно спецификации PC99 большинство персональных компьютеров в настоящее время попадают в эту категорию. В первую очередь потребителями данного класса компьютеров являются дети и молодежь. Они используют его в основном для игр, работы с развлекательными и обучающими программами, обработки и последующей записи фото-, видео- и аудиоматериалов на внешние носители, поиска информации в Интернете, подготовки документов в приложениях типа Microsoft Office, обмена данными по электронной почте.

1.2.2 Office PC (деловой ПК)

Деловой (или корпоративный) компьютер по своим характеристикам очень похож домашний. Однако имеются и отличия. Исходя из названия это компьютер для работы в офисе. Соответственно появляется потребность в том, чтобы компьютер мог работать в локальной сети организации.С другой стороны деловые компьютеры не предназначены для активной работы с «тяжелыми» мультимедийными приложениями.

Интересно, что в последние годы производители персональных компьютеров, как и других составляющих электронного офиса, учитывают не только производительность техники, но и ее безопасность. Одна из главных задач в этом ряду – снижение шума, издаваемого устройствами при работе. Среди таких «малошумных» ПК называют модель ScenicW600 компании Fujitsu-SiemensComputers. Уровень шума у этого компьютера менее 28дБ, что на 50% ниже, чем у других ПК с такой же производительностью.

1.2.3 Workstation PC (рабочая станция)

Рабочие станции используются там, где требуются интенсивные вычисления и возможностей обычных ПК недостаточно. Часто они ориентированы на решения специальных задач: AutoCAD, Pro/Engineer и другие пакеты, используемые инженерами, аналитиками и учеными.

Внешне рабочие станции выглядят как обычные ПК, но достаточно заглянуть внутрь, чтобы обнаружить существенные различия. Часто это многопроцессорные (2 или 4) компьютеры с возможностью увеличения емкости системного ОЗУ; в корпусе предусмотрено большое число отсеков для жестких дисков. К самим жестким дискам также предъявляются повышенные требования: высокая скорость вращения шпинделя (не 7200 оборотов/мин., как у домашнего ПК, а 10 или 15 тыс. оборотов/мин.). Это обусловлено необходимостью работы с огромными базами данных, а также программами, интенсивно использующими диск.

1.2.4 Entertainment PC (развлекательный ПК)

Развлекательный персональный компьютер предназначен для работы с

приложениями мультимедиа (в частности, трехмерными играми) и для прочих нужд домашнего пользователя. В целом он способен заменить музыкальный центр, телевизор, видеомагнитофон.

1.2.5 Новые виды ПК

В последние два года широкое распространение получили карманные персональные компьютеры (КПК). Новинкой стали планшетные ПК. Эти компьютеры вышли из категории ноутбуков и постепенно начинают вытеснять их.

КПК представляют собой небольшие устройства, работающие под управлением специальной операционной системы, позволяющей не только пересылать данные между ним и настольным ПК, т.е. синхронизировать их, но и устанавливать на него дополнительные программы. Карманные персональные компьютеры ввиду высокой цены пока еще не получили широкого распространения. Однако со снижением себестоимости они станут так же необходимы каждому человеку, как мобильные телефоны, и станут так же массово использоваться.

2История развития ноутбуков

Идею создания портативной вычислительной машины «размером с блокнот, имеющей плоский монитор и умеющей подключаться к сетям без проводов» выдвинул начальник исследовательской лаборатории фирмы XeroxАлан Кей (Alan Key) в 1968 г.

В 1979 г. по заказу NASAВильям Могридж (компания Grid Systems) создал первый в мире ноутбук Grid Compass (оперативная память на ЦМД объёмом 340 КБ, процессорIntel 8086 с тактовой частотой 8 МГц, люминесцентный экран). Данный ноутбук использовался в программе Space Shuttle.

Первая общегражданская модель Osborne 1 (масса 11 кг, оперативная память 64 Кб, процессор Zilog Z80A с тактовой частотой 4 МГц, два дисковода 5,25 дюйма, три порта, в том числе для подключения модема, монохромный дисплей 8,75х6,6 см, вмещавший 24 строки по 52 символа; 69 клавиш) была создана изобретателем Адамом Осборном (Adam Osborne) в 1981 году и выпущена на рынок по цене $1795. Из-за маркетинговой ошибки, состоявшей в том, что начало продаж последующей модели Osborne Vixen было объявлено задолго до поступления машин в реализацию (а это ударило по продажам Osborne 1), компания разорилась.

В 1982 году компания Compaq успешно представила IBM PC-совместимый портативный компьютер на базе процессора Intel 8080. С 1983 г. многие производители компьютерной техники уже имели собственную линейку ноутбуков (например Epson HX-20). В 1984 г. фирма Apple выпустила первый ноутбук с LCD. В 1986 г. IBM представила первую «трансформируемую» модель ноутбука на базе процессора Intel (масса 5,4 кг, дисковод 3,5 дюйма) по цене $3500.

В 1990 г. Intel был представлен первый специализированный процессор для мобильных ПК — Intel386 SL, а также была предложена технология снижения напряжения питания, увеличившая срок службы батарей.

2.2.1Замена настольного ПК ( Desktop Replacement )

В качестве замены настольного ПК обычно позиционируются ноутбуки с диагональю экрана 17 дюймов и выше. Габариты и вес таких портативных компьютеров весьма значительны, что делает их неудобными в переноске.

Однако относительно большой размер дисплея обеспечивает более комфортную работу, а объёмистый корпус позволяет установить мощные компоненты и обеспечить им достаточное охлаждение. Иногда в ноутбуках используются настольные варианты процессоров и системной логики, такие устройства называются дескноутами (от. анг.: DESKtop+NOTEbook=desknote). Ряд производителей устанавливает в большие ноутбуки 2 жёстких диска, которые обычно объединены в RAID-массив.

2.2.2Субноутбуки

Субноутбуками называют ноутбуки с диагональю экрана 11 — 13,3 дюйма. Такие ноутбуки отличаются малыми габаритами и весом, однако маленький размер экрана снижает удобство работы с таким устройством.

Размеры субноутбуков не позволяют установить мощные компоненты, поскольку возникают проблемы с охлаждением, поэтому в них часто применяют мобильные процессоры с пониженным энергопотреблением (модели LV или ULV). Субноутбуки редко оснащаются дискретными графическими адаптерами, а в некоторые модели не устанавливается дисковод оптических дисков.

2.2.3Нетбуки

Нетбуки как отдельная категория ноутбуков были выделены из категории субноутбуков в первом квартале 2008 года компанией Intel. Размер диагонали 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, VIA C7, VIA Nano, AMD Geode. Малый размер экрана, небольшая клавиатура и низкая производительность подобных устройств компенсируется умеренной ценой и относительно большим временем автономной работы. Габариты обычно не позволяют установить в нетбук дисковод оптических дисков, однако Wi-Fi-адаптер является обязательным компонентом.

2.2.4 Бюджетные ноутбуки

Бюджетные ноутбуки — ноутбуки с низкой ценой и ограниченными возможностями. Такие ноутбуки основаны на дешёвых процессорах Intel Celeron M и AMDMobile Sempron, а также младших моделях Intel Core 2 Duo и AMD Turion, иногда применяются процессоры VIA C7.

Бюджетные процессоры зачастую обладают не лучшей энергоэффективностью, что отрицательно сказывается на времени автономной работы ноутбуков. В ряде сверхбюджетных моделей отсутствует Wi-Fi-адаптер. Диагональ экрана бюджетного ноутбука обычно 14-15", хотя ряд производителей предлагает модели с диагональю 17".

С целью снижения стоимости бюджетные ноутбуки часто поставляются без предустановленной операционной системы, либо с предустановленной FreeDOS или ОС на базе GNU/Linux.

2.2.5 Ноутбуки среднего класса

Ноутбуки среднего класса — самая обширная и довольно размытая категория ноутбуков. Диагональ экрана такого устройства может быть любой. Ноутбуки данной категории не обладают выдающейся производительностью, видеоадаптер — встроенный или дискретный младших серий, процессор — начального или среднего уровня. Корпус таких портативных компьютеров, как правило, выполнен из пластика, дизайн простой, не выделяющийся. На ноутбуки среднего класса обычно предустанавливается ОС Windows XP.

Производители как правило относят модели среднего класса к офисным и mainstream-сериям, иногда такие портативные компьютеры позиционируются как «мультимедийные ноутбуки эконом-класса» или даже как «игровой ноутбук эконом-класса» (в этом случае в ноутбуке установлена видеокарта среднего уровня и недорогой процессор). Большую часть ноутбуков категории «замена настольного ПК» также можно отнести к ноутбукам.

2.2.6Бизнес-ноутбуки

Бизнес-ноутбуки предназначены для деловых людей. По своим техническим характеристикам бизнес-ноутбуки практически аналогичны ноутбукам среднего класса и отличаются от них в основном строгим и лаконичным дизайном, а также применением более дорогих материалов.

Бизнес-ноутбуки довольно часто относятся к категории субноутбуков (предназначены в первую очередь для тех, кто часто ездит в командировки), редко — к категории «замена настольного ПК» (для тех, кому выносить ноутбук за пределы офиса не нужно). Некоторые модели оснащаются профессиональными видеокартами Quadro NVS, предназначенными для вывода информации на несколько внешних дисплеев (данные видеоадаптеры сертифицированны для корпоративных приложений). Встречаются даже бизнес-нетбуки (HP 2133 Mini-Note PC). На бизнес-ноутбуки, как правило, предустанавливается ОС Windows 7 Enterprise.

2.2.7 Мобильная рабочая станция

Ноутбуки класса мобильная рабочая станция предназначены для профессиональной работы в программах трёхмерного моделирования и САПР. Ключевым отличием мобильной рабочей станции от прочих ноутбуков является использование мобильных версий профессиональных видеокарт NVidiaQuadro FX или ATIFireGL. Обычно на подобных ноутбуках установлен производительный процессор, а дисплей имеет большое разрешение (вплоть до 1920х1200 на моделях с размером диагонали экрана 15,4 — 17 дюймов).

2.2.8 Имиджевые ноутбуки

Имиджевые ноутбуки выделяются среди прочих ярким и запоминающимся дизайном. Для изготовления корпусов имиджевых ноутбуков часто применяются такие материалы, как сталь, алюминий, карбон и другие необычные материалы. Встречаются модели, украшенные какими-либо драгоценностями. Типичный имиджевый ноутбук относится к классу субноутбуков, однако имиджевые модели встречаются среди моделей всех размеров.

К классу имиджевых ноутбуков иногда относят некоторые модели игровых и бизнес-ноутбуков. Производительность имиджевых ноутбуков может быть весьма низкой (компактные модели), а может быть и весьма высокой (Dell Adamo, Asus Lamborghini, игровые ноутбуки Asus G-серии, Toshiba Qosmio и др.)

2.2.9 Защищённые ноутбуки

Защищённые ноутбуки («внедорожники») предназначены для работы в экстремальных условиях. Они обладают повышенной устойчивостью к вибрации, ударам, большой запылённости и влажности, агрессивным химическим средам, могут работать при экстремальных температурах.

Производители предлагают модели с различными классами защиты. Такие ноутбуки находят применение в армии, аварийно-спасательных службах (МЧС, пожарные и др.), могут служить в качестве промышленных компьютеров и т. п. Зачастую подобные устройства разрабатываются по специальному заказу государственных организаций (в основном, вооружённых сил).

В защищённых ноутбуках используются специальные компоненты, устойчивые к внешним воздействиям. Широкое применение находят твердотельные жёсткие диски (SSD). Широкому распространению защищённых ноутбуков препятствует их высокая цена и большой вес.

2.2.10Ноутбуки с сенсорным экраном (планшетные ноутбуки)

Ноутбуки с сенсорным экраном представляют собой гибрид планшетного ПК и ноутбука, поэтому такие компьютеры также называют планшетными ноутбуками. От планшетных ПК им достался сенсорный экран, а от ноутбука корпус с полноценной клавиатурой.

Позиционирование подобных портативных компьютеров зависит от производителя, некотороые относят данные устройства к ноутбукам, другие — к планшетным компьютерам. Как правило дисплей на таких ноутбуках сделан поворотным, что значительно расширяет функциональность устройства и позволяет использовать его как в качестве ноутбука, так и в качестве полноценного планшетного компьютера. Диагональ экрана планшетных ноутбуков обычно не превышает 15 дюймов, производительность средняя. Эти особенности связаны с высокой стоимостью и относительно большим энергопотреблением сенсорных панелей.

Преимуществом таких ноутбуков перед другими категориями портативных компьютеров является возможность вводить информацию непосредственно на экране, а перед планшетными ПК — полноценная клавиатура, позволяющая без проблем набирать большие объёмы текста.

Основными недостатками является большая стоимость и относительно низкая производительность подобных устройств. К недостаткам также можно отнести меньшую надёжность поворотного шарнира (по сравнению с традиционными ноутбуками).

Заключение
Список использованных источников

1. http://nokobook.ru/articles/

2. http://www.playnote.ru/

3. http://ru.wikipedia.org/

4. http://www.3dnews.ru/

5. Информатика: учебное пособие для студентов педвузов/ сост. А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер. - 2-е изд. - М.: издательский центр "Академия", 2003-816 с.

6. Озер, Джан. Мощные рабочие станции// PCMagazine. 2002. 12. С.114-123.

7. Дмитриев, Александр. Домашние ПК для школьника и студента. Взгляд производителя// Мир ПК. 2003.9. С.28-29.

8. Билл Гейтс. Дорога в будущее/Пер. с англ. М.: Русская редакция, 1996. С.49.

1 Большие компьютеры, самые мощные ЭВМ, обслуживающие крупные предприятия.

1 Билл Гейтс. Дорога в будущее/Пер. с англ. М.: Русская редакция, 1996. С.49.

Реферат: Развитие персональных ЭВМ и ноутбуков

введение 1Возникновение и развитие персональных компьютеров.

Заключение Список использованных источников

введение
1Возникновение и развитие персональных компьютеров.

Заключение
Список использованных источников