Е поколение ЭВМ: 1990г. – настоящее время

Особенности архитектуры современного поколения компьютеров подробно рассматриваются в данном учебнике. Кратко основную концепцию ЭВМ пятого поколения можно сформулировать следующим образом. Компьютеры на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, с многими сотнями параллельно работающих процессоров, одновременно выполняющих десятки последовательных инструкций программы, позволяющих строить системы обработки данных и знаний, эффективные сетевые компьютерные системы.

Рис. 3.14 Динамика мирового парка ЭВМ и численности программистов

Электронные и оптоэлектронные компьютеры с массовым параллелизмом, нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

Деление ЭВМ по номерам поколений и временным периодам, как уже говорилось, достаточно условное. У ряда авторов вводится понятие нулевого поколения и приняты существенно иные временные интервалы для поколений.

В табл. 3.3 показана эволюция технологий использования компьютерных систем.

Таблица 3.3. Эволюция компьютерных информационных технологий

Как видно из таблицы, в настоящее время основные цели использования компьютеров — информационное обслуживание и управление, сейчас вычислительные машины и системы по существу выполняют функции информационно-вычислительных систем.

1. Сформулируйте особенности архитектуры и программно-алгоритмических принципов построения ЭВМ различных поколений.

2. Назовите модели первых отечественных ЭВМ.

Глава 4. Основные классы вычислительных машин

После изучения главы студент должен знать:

· различия между универсальными и специализированными ЭВМ,

· важнейшие технико-эксплуатационные характеристики компьютеров;

· основные типы и характеристики современных мэйнфреймов;

· основные типы и характеристики современных малых ЭВМ;

· основные типы и характеристики современных персональных компьютеров;

· архитектуру и характеристики суперЭВМ, в том числе и кластерных;

· основные типы и характеристики современных Notebook и Netbook;

· основные типы и характеристики современныхКПК и комуникаторов;

· архитектуру и характеристики вычислительных систем;

· особенности архитектуры высокопараллельных вычислительных систем типа SIMD, MISD, MIMD;

· ассоциативные и потоковые вычислительные системы

По назначению вычислительные машины можно разделить на универсальные и специализированные.

Универсальные компьютеры предназначены для решения самых различных инженерно-технических, экономических, математических, информационных и т. п. задач. Характерными чертами универсальных компьютеров являются: высокая производительность; разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятичных, символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой точности их представления; обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических, логических, так и специальных; большая емкость оперативной памяти; развитая организация системы ввода-вывода информации, обеспечивающая подключение разнообразных видов внешних устройств.

Специализированные компьютеры предназначены для решения определенного круга задач или реализации строго определенной группы функций. К специализированным компьютерам можно отнести, в частности, рабочие станции и серверы, используемые в компьютерных сетях. По размерам и вычислительной мощности компьютеры можно разделить на сверхбольшие (суперкомпьютеры, суперЭВМ), большие, малые, сверхмалые (микрокомпьютеры или микроЭВМ). Функциональные возможности компьютеров обусловлены такими важнейшими технико-эксплуатационными характеристиками, как:

· быстродействие, измеряемое усредненным количеством операций, выполняемых машиной за единицу времени);

· разрядность и формы представления чисел, с которыми оперирует компьютер;

· номенклатура, емкость и быстродействие всех запоминающих устройств;

· номенклатура и технико-экономические характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;

· типы и пропускная способность устройств связи и сопряжения узлов компьютера между собой (тип внутримашинного интерфейса);

· способность компьютера одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять параллельно несколько программ (многозадачность);

· типы и технико-эксплуатационные характеристики операционных систем, используемых в машине;

· наличие и функциональные возможности программного обеспечения;

· способность выполнять программы, написанные для других типов компьютеров (программная совместимость с другими типами компьютеров);

· возможность подключения к каналам связи и к вычислительной сети;

· коэффициент полезного использования компьютера во времени, определяемый соотношением времени полезной работы и времени профилактики.

Некоторые сравнительные параметры современных универсальных компьютеров показаны в табл. 4.1.

Таблица 4.1. Сравнительные параметры универсальных компьютеров

MIPS — миллион операций в секунду над числами с фиксированной запятой.

Исторически первыми появились большие ЭВМ (ENIAC, UNIVAC), элементная база которых прошла путь от электронных ламп до интегральных схем со сверхвысокой степенью0 интеграции. Производительность больших компьютеров оказалась недостаточной для ряда задач (прогнозирования метеообстановки, управления сложными оборонными комплексами, биологических исследований, моделирования экологических систем и др.). Это явилось предпосылкой для разработки и создания суперкомпьютеров, самых мощных вычислительных систем, интенсивно развивающихся и в настоящее время.

Появление в 70-х годах малых компьютеров обусловлено, с одной стороны, прогрессом в области электронной элементной базы, а с другой — избыточностью ресурсов больших ЭВМ для ряда приложений. Малые компьютеры используются чаще всего для управления технологическими процессами. Они более компактны и существенно дешевле больших компьютеров. Дальнейшие успехи в области элементной базы и архитектурных решений привели к возникновению суперминикомпьютера — вычислительной машины, относящейся по архитектуре, размерам и стоимости к классу малых компьютеров, но по производительности сравнимой с большой ЭВМ.

Изобретение в 1969 г. микропроцессора (МП) привело к появлению в 70-х годах еще одного класса компьютеров — микрокомпьютеров. Именно наличие МП послужило первоначально определяющим признаком микрокомпьютеров. Сейчас микропроцессоры используются во всех без исключения классах компьютеров. Следует также назвать и специализированные компьютеры, используемые в компьютерных сетях:

· однопользовательские - рабочие станции и сетевые компьютеры,

· многопользовательские компьютеры – серверы.

Рассмотрим кратко современное состояние некоторых классов компьютеров.

Большие компьютеры за рубежом часто называют мэйнфреймами. Основные направления эффективного применения мэйнфреймов — решение научно-технических задач, работа в вычислительных системах с пакетной обработкой информации, работа с большими базами данных, управление вычислительными сетями и их ресурсами. Последнее направление — использование мэйнфреймов в качестве больших серверов вычислительных сетей — часто отмечается специалистами как наиболее актуальное.

Мэйнфреймы часто именуются большими серверами (серверами-мэйнфреймами). В принципе это допустимо, но иногда вносит путаницу в терминологию. Дело в том, что серверы — это многопользовательские компьютеры, используемые в вычислительных сетях. Серверы обычно относят к микрокомпьютерам, но по своим характеристикам мощные серверы можно отнести и к малым компьютерам, и даже к мэйнфреймам, а суперсерверы приближаются к суперкомпьютерам.

Родоначальником современных больших компьютеров, по стандартам которых в последние несколько десятилетий развивались машины этого класса в большинстве стран мира, являются машины фирмы IBM. Модели IBM 360 и IBM 370 с их архитектурой и программным обеспечением взяты за основу и при создании отечественной системы больших машин ЕС ЭВМ.

Среди лучших разработок мэйнфреймов за рубежом последних двух десятилетий следует, в первую очередь, отметить американские:

l IBM 3090, IBM 4300 (4331, 4341, 4361, 4381), пришедшие на смену IBM 380 в 1979 году (2-е поколение мэйнфреймов);

Семейство мэйнфреймовIBM ES/9000 (ES — Enterprise System) открывает семейство больших компьютеров, включающее 18 моделей компьютеров, реализованных на основе архитектуры IBM 390.

В 1997 году IBM продолжила программу трансформации своих больших компьютеров на биполярных микросхемах в малогабаритные мэйнфреймы S/390, использующие КМОП-микросхемы. В 2005 году IBM представила мэйнфреймы System z9 (5-е поколение), поддерживающие эффективные технологии виртуализации и обеспечения безопасности. Эти технологии делают их одной из самых открытых, надежных и защищенных вычислительных систем. В 2011 году основной модельный ряд мэйнфреймов IBM представлен моделями System Z9 Bisiness Class (Z9 BS) и System Z9 Enterprise Class (Z9 EC). Эти мэйнфреймы стали первыми системами на базе специализированного процессора Z Integrated Information Processor – zПР.

Кроме zПР система может дополнительно использовать процессор z Application Assistant Processor (zAAP), а также встроенный процессор для ОС Linux - Integrated Facility for Linux (IFL). IBM System Z9 используют операционную систему z/OS V1R8 on System, а с процессором IFL и ОС Linux. Старшая модель System Z9 EC может включать до 54 х процессоров, максимальный объем оперативной памяти 512 Гбайт. System Z9 BC поддерживает до 7 процессоров и оперативную память до 64 Гбайт.

Мэйнфрейм IBM System Z9 является локальным высокопроизводительным компьютером, но может служить и специализированным высокопроизводительным сервером в корпоративных компьютерных сетях. Его можно использовать и как сервер баз данных, ибо он успешно работает с программой IBM DB2, лидирующей в секторе систем управления базами данных (СУБД), и как сервер приложений, поскольку обеспечивает эффективную работу практически всех пакетов корпоративных прикладных программ, включая самый популярный сейчас за рубежом пакет SAP/R3. Примечание. Корпорация IBM создала эффективные технологии взаимодействия СУБД DB2 и ОС z/OS, обеспечивающие полнофункциональную защиту данных, в том числе многоуровневую защиту доступа и централизованное управление ключами шифрования.

Специалисты считают, что один мэйнфрейм IBM System Z9 EC способен справиться с рабочей нагрузкой сотен серверов обычного класса.

Распространенными в мире являются и японские компьютеры М 1800 фирмы Fujitsu и Millennium фирмы Amdahl (теперь дочернего предприятия корпорации Fujitsu), а также мэйнфреймы8/*, 9/*, M2000 и C2000 немецкой фирмы Comparex Information Systems. На российских предприятиях используется большое количество мэйнфреймов Comparex, в частности, в МПС РФ и в РАО Газпром.

Зарубежными фирмами рейтинг мэйнфреймов определяется по многим показателям, среди них надежность,производительность; емкость основной и внешней памяти; время обращения к основной памяти; время доступа и трансфер внешних запоминающих устройств; характеристики кэш-памяти; количество каналов и эффективность системыввода-вывода; аппаратная и программная совместимость с другими компьютерами; поддержка сети и т. д. Внешний вид типичного мэйнфрейма показан на рис. 4.1.

В компьютерных сетях могут использоваться как однопользовательские мини- и микрокомпьютеры (в том числе и персональные), оснащенные терминальными устройствами для связи с пользователем или выполняющие функции коммутации и маршрутизации сообщений, так и мощные многопользовательские компьютеры (мини-компьютеры, большие компьютеры). Последние выполняют эффективную обработку данных и дистанционно обеспечивают пользователей сети всевозможными информационно-вычислительными ресурсами. В локальных сетях эти функции реализуют серверы и рабочие станции.

Рабочая станция (workstation) — подключенный к сети компьютер, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Часто рабочую станцию (равно как и пользователя сети, и даже прикладную задачу, выполняемую в сети) называют клиентом сети. В качестве рабочих станций могут выступать как обычные компьютеры, так и специализированные — «сетевые компьютеры» (NET PC — Network Computer). Рабочая станция сети на базе обычного компьютера функционирует как в сетевом, так и в локальном режимах. Она оснащена собственной операционной системой и обеспечивает пользователя всем необходимым для решения прикладных задач. Рабочие станции иногда специализируют для выполнения графических, инженерных, издательских и других работ. Рабочие станции на базе сетевых компьютеров могут функционировать, как правило, только в сетевом режиме при наличии в сети сервера приложений.. Отличие сетевого компьютера (Network Personal Computer — NET PC) от обычного в том, что он максимально упрощен: классический NET PC не содержит дисковой памяти (часто его называют бездисковым ПК). Он имеет упрощенную материнскую плату, основную память, а из внешних устройств присутствуют только дисплей, клавиатура, мышь и сетевая карта обязательно с чипом ПЗУ BootROM, обеспечивающим возможность удаленной загрузки операционной системы с сервера сети (это классический «тонкий клиент» сети). Для работы, например, в интранет-сети такой компьютер должен иметь столько вычислительных ресурсов, сколько требует веб-браузер.

Поскольку оставить клиента сети совсем без возможностей локального использования компьютера, например, для работы в текстовом или табличном процессоре со своим персональным «рабочим столом», не совсем гуманно, то иногда используются версии сетевого компьютера, имеющего небольшую дисковую память. Сменные дисководы и флэшдиски должны отсутствовать в целях обеспечения информационной безопасности: чтобы через них не занести в сеть (или вынести) нежелательную информацию — программы, данные, компьютерные вирусы. Конструктивно NET PC выполнены в виде компактного системного блока — подставки под монитор (Network Computer TC фирмы Boundless Technologies) или встроенной в монитор системной платы (NET PC Wintern фирмы Wyse Technology).

Слово «сервер» (server) родственно слову «сервис». Действительно серверы, будь то программы-серверы (есть и такие) или компьютеры-серверы, обслуживают запросы, выдавая информацию определенного типа или выполняя иные обслуживающие функции. Сервер — это выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций сети многопользовательский компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам (вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и т. д.) и распределяющий эти ресурсы. Сервер имеет свою сетевую операционную систему, под управлением которой и происходит совместная работа всех звеньев сети. Из наиболее важных требований, предъявляемых к серверу, следует выделить высокую производительность и надежность работы.

Сервер, кроме предоставления сетевых ресурсов рабочим станциям, может и сам выполнять содержательную обработку информации по запросам клиентов — такой сервер часто называютсервером приложений. Серверы в сети часто специализируются. Специализированные серверы используются для устранения наиболее «узких» мест в работе сети: это создание и управление базами данных и архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты, управление многопользовательскими терминалами (принтеры, плоттеры) и т. д. Примеры специализированных серверов:

l Файловые серверы хранят в своей памяти различные данные и выдают по запросу необходимые файлы без какой либо их предварительной обработки.

l Серверы баз данных хранят в своей памяти различные данные, организованные в базы данных. У них имеется Система Управления Базой Данных (СУБД), поэтому они формируют нужную информацию в соответствии с запросом, и выдают необходимые данные.

Серверы семейств Primergy и Primequest полностью поддерживают СУБД Microsoft SQL Server. Это обстоятельство благодаря возможности создания зеркальных образов баз данных, реализованной в SQL Server, позволяет почти мгновенно восстановить нормальный режим работы после сбоя базы данных. Пользователь даже не заметит, что произошел сбой в работе СУБД.

l Сервер резервного копирования (Storage Express System) применяется для резервного копирования информации в крупных многосерверных сетях, использует накопители на магнитной ленте(стримеры) со сменными картриджами емкостью до сотен Гбайт; обычно выполняет ежедневное автоматическое архивирование с сжатием информации от серверов и рабочих станций по сценарию, заданному администратором сети (естественно, с составлением каталога архива).

l Факс-сервер (Fax server) —для организации эффективной многоадресной факсимильной связи, с несколькими факс-модемными платами, со специальной защитой информации от несанкционированного доступа в процессе передачи, с системой хранения электронных факсов (один из вариантов — Net SatisFAXion Software в сочетании с факс-модемом SatisFAXion).

l Почтовый сервер – в системе пересылки электронной почты так обычно называют агента пересылки сообщений (mail transfer agent, MTA), то есть это компьютерная программа, которая передает сообщения от одного компьютера к другому. С другой стороны – сервер, обеспечивающий прием-передачу персональных писем пользователей, а также их маршрутизацию.

l Сервер печати (Print Server) предназначен для эффективного использования системных принтеров.

l Cерверы-шлюзы в Интернет выполняют роль маршрутизатора, почти всегда совмещенную с функциями почтового сервера и сетевого брандмауэра, обеспечивающего безопасность сети.

· Web-серверы организуются в сети Интернет с целью предоставления пользователям различной информации по протоколу http.

· Серверы удаленного доступа обеспечивают связь пользователей с сетью Интернет, корпоративной или иной сетью по телефонным каналам. Компьютеры, имеющие непосредственный доступ в сеть Интернет, часто называют хост-компьютерами.

· Блэйд–серверы. В последние годы во многих областях бизнеса и производства все шире применяются блейд-серверы - серверы, имеющие дополнительные сервисные функции. Такие серверы реализуют весьма популярные сейчас «облачные технологии» обработки данных. Основное преимущество блейд-серверов перед обычными серверами заключается в простоте организации крупного центра обработки данных, который помимо вычислительной мощности, нуждается в дополнительной инфрастуктуре хранения данных. Заказчик вместе с блейд-сервером получает на 70 – 80 % готовую инфраструктуру центра обработки данных.

l Серверы приложений выполняют по запросу пользователей обработку информации с помощью программ, имеющихся на сервере (пользователь — «тонкий клиент») или поступающих от самого пользователя (пользователь — «толстый клиент»).

Серверы приложений используют программные средства, которые являются как бы контейнером прикладных программ, используемых в корпоративных системах управления.

В функции ПО сервера приложений входит: решение корпоративных задач, управление оптимизацией системных ресурсов (память, интерфейсы и пр.), обеспечение связи приложений с внешними ресурсами (включая базы данных, сети и др.). Программное обеспечение отвечает также за качество поддержки сервисов (доступность, надежность, достоверность, безопасность, производительность, управляемость, масштабируемость). Программы серверов приложений могут развиваться в двух основных вариантах:

· программы выполнения новых приложений, которые не могут ждать;

· корпоративные программы, рассчитанные на долгосрочное использование.

Имеются как специализированные программы, ориентированные на решение определенного класса задач (например, пакеты «1С Предприятие», SAP R/3), так и универсальные программы.

· Прокси-серверы являются удобным средством доступа корпоративных и других локальных сетей в Интернет, обеспечивая при этом быстрый повторный доступ к информации (информация хранится в памяти прокси-сервера некоторое время после обращения к ней) и защиту корпоративной сети от несанкционированного доступа (у них есть сетевые экраны — брандмауэры).

Малые компьютеры (миниЭВМ) — надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по сравнению с мэйнфреймами возможностями. Все модели миникомпьютеров разрабатываются на основе микропроцессорных наборов интегральных микросхем, 32, 64 и 128-разрядных микропроцессоров. Основные их особенности:

· широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения;

· аппаратная реализация большинства системных функций ввода-вывода информации;

· простая реализация многопроцессорных и многомашинных систем;

· возможность работы с форматами данных различной длины.

К достоинствам миникомпьютеров можно отнести специфичную архитектуру с большой модульностью; лучшее чем у мэйнфреймов соотношение производительность/цена; повышенную точность вычислений. Миникомпьютеры ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных комплексов. Традиционная для подобных комплексов широкая номенклатура периферийных устройств дополняется блоками межпроцессорной связи, благодаря чему обеспечивается реализация вычислительных систем с изменяемой структурой. Наряду с использованием миникомпьютеров для управления технологическими процессами, они успешно применяются для вычислений в многопользовательских вычислительных системах, в системах автоматизированного проектирования, в системах моделирования несложных объектов, в системах искусственного интеллекта.

Родоначальником современных миникомпьютеров можно считать компьютеры PDP фирмы DEC (США), они явились прообразом и наших отечественных миниЭВМ — Системы Малых ЭВМ (СМ ЭВМ): СМ 1, 2, 3, 4, 1400, 1700 и т. д. В настоящее время семейство миникомпьютеров PDP-11 включает большое число моделей, начиная от VAX-11 до VAX-3600; мощные модели миникомпьютеров класса 8000 (VAX-8250, 8820); суперминикомпьютеры класса 9000 (VAX-9410, 9430) и т. д.

Модели VAX обладают широким диапазоном характеристик:

· емкость основной памяти — от 512 Мбайт до 4 Гбайт;

· емкость дисковой памяти — от 500 Гбайт до 2000 Гбайт;

Миникомпьютеры VAX полностью перекрывают весь диапазон характеристик этого класса компьютеров и в подклассе суперминикомпьютеров стирают грань с мэйнфреймами.

Среди прочих миникомпьютеров следует отметить:

· суперминикомпьютеры HS 4000, по характеристикам не уступающие мэйнфреймам.

Микрокомпьютеры весьма многочисленны и разнообразны. Среди них можно выделить несколько подклассов (рис. 4.2).

Многопользовательские микрокомпьютеры — это мощные микрокомпьютеры, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям.

Персональные компьютеры — однопользовательские микрокомпьютеры, удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности применения.

Рабочие станции представляют собой однопользовательские микрокомпьютеры для работы в вычислительных сетях.

Cерверы — многопользовательские мощные микрокомпьютеры в вычислительных сетях, выделенные для обработки запросов от всех рабочих станций сети.

Сетевые компьютеры — упрощенные микрокомпьютеры, обеспечивающие работу в сети и доступ к сетевым ресурсам.

Персональные компьютеры (ПК) относятся к классу микрокомпьютеров, но ввиду их массовой распространенности заслуживают особого внимания. ПК для удовлетворения требованиям общедоступности и универсальности применения должна обладать такими качествами, как:

· малая стоимость ПК, находящаяся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

· автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;

· гибкость архитектуры, обеспечивающая ее адаптируемость к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

· дружественность операционной системы и прочего программного обеспечения, обусловливающая возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подготовки;

· высокая надежность работы (более 5000 часов наработки на отказ).

Среди ПК в первую очередь следует отметить компьютеры американской фирмы IBM (International Business Machine Corporation):

· IBM PC AT (Personal Computer Advanced Technology) на микропроцессорах (МП) 80286 (16-разрядные);

· IBM PS/2 8030 — PS/2 8080 (PS Personal System, все кроме PS/2 8080 — 16-разрядные, PS/2 8080 — 32-разрядная);

Широко известны персональные компьютеры, выпускаемые американскими фирмами: Apple (компьютеры Macintosh), Compaq Computer, Hewlett–Packard, Dell, DEC (Digital Equipment Corporation), а также фирмами Великобритании: Spectrum, Amstrad; Франции: Micral; Италии: Olivetti; Японии: Toshiba, Matsushita (Panasonic) и Partner.Наибольшей популярностью в настоящее время пользуются персональные компьютеры фирмы IBM, первые модели которых появились в 1981 году, и их аналоги других фирм; существенно уступают по популярности ПК фирмы Apple (Macintosh), занимающие по распространенности 2-е место. В настоящее время мировой парк компьютеров составляет более полумиллиарда штук, из них около 95% — это персональные компьютеры (компьютеров типа IBM PC более 80% всех ПК). Самыми распространенными моделями компьютеров в настоящее время являются IBM PC с микропроцессорами Pentium 4 и Core2. Обобщенные характеристики современных персональных компьютеров IBM PC приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2. Основные усредненные характеристики ПК IBM PC

Отечественная промышленность (страны СНГ) выпускала микрокомпьютеры:

1) Apple-совместимые — диалоговые вычислительные комплексы ДВК-1–ДВК-4 на основе «Электроника МС-1201»; «Электроника 85», «Электроника 32» и т. п.;

2) IBM PC-совместимые — ЕС1840–ЕС1842, ЕС1845, ЕС1849, ЕС1861, «Искра 1030», «Истра 4816», «Нейрон И9.66» и т. д.

Персональные компьютеры можно классифицировать по ряду признаков. По поколениям персональные компьютеры делятся на:

1-го поколения: используют 8-битовые микропроцессоры;

2-го поколения: используют 16-битовые микропроцессоры;

3-го поколения: используют 32-битовые микропроцессоры;

4-го поколения: используют 64-битовые микропроцессоры.

Классификация ПКпо конструктивным особенностям показана на рис. 4.2.

Рис. 4.3. Классификация ПК по конструктивным особенностям

Портативные ПК — быстро развивающийся подкласс персональных компьютеров. Большинство портативных компьютеров имеют автономное питание от малогабаритных аккумуляторов, но могут они питаться и от электрической сети. При питании от аккумулятора для продления срока автономной работы все портативные компьютеры предусматривает переключение в режимы уменьшенного энергопотребления, например Standby и Sleep. Кроме того, все они поддерживают спецификацию Advanced Power Management (APM), в которой сформулированы требования к аппаратным и программным средствам управления потребляемой мощностью. В режиме Standy отключаются устройства с наибольшим энергопотреблением (винчестер, лампы подсветки дисплея и т. д.), режим Sleep обеспечивает еще большую экономию энергопотребления: снижается до минимума тактовая частота микропроцессора, многие системные параметры записываются в энергонезависимую память. Указанные меры приводят к тому, что иногда одного заряда аккумулятора хватает на 10 и более часов автономной работы портативного компьютера.

В качестве видеомониторов в портативных моделях применяются плоские жидкокристаллические дисплеи, реже люминесцентные или светоизлучающие.

Наращивание аппаратных средств у большинства портативных компьютеров выполняется подключением плат специальной конструкции, так называемых PCMCIA-карт (спецификация Personal Computer Memory Card International Association, первоначально ориентированная лишь на платы памяти). Почти все PCMCIA-карты (они обычно называются короче — PC-карты, или PC Card) поддерживают технологию Plug & Play («включай и играй»), при установке дополнительной платы не требующую выключения ПК или какой либо его дополнительной настройки.

На смену PCMCIA-картам пришел формат Express cards, позволяющих избавиться от множества микросхем, поскольку Express cards интегрируют два интерфейса: USB 2.0 и PCI Express.

Для PC-карт определены три типа габаритных размеров (форм-факторов): Type 1, Type 2 и Type 3. Два первых типоразмера определяют платы шириной 54 мм и длиной 85,5 мм, толщина 1 типа — 3,3 мм, а 2-го типа — 5 мм в средней части и 3,3 мм по краям. PC-карты 3-го типа более толстые — 10 мм, и поэтому в разъемы, предназначенные для первых двух типов карт, не устанавливаются. PC-карты выполняют функции модемов, факс-модемов, сетевых и интерфейсных адаптеров, контроллеров сотовой и пейджинговой связи, статической, динамической и флэш-памяти, жестких дисков, звуковых карт и т. д.

Наряду с платами ОЗУ, в портативных компьютерах более интенсивно, чем в настольных, применяются платы ПЗУ и Flash-памяти, последние у миниатюрных ПК часто используются вместо дисковой памяти. Клавиатура чаще всего чуть укороченная: 84–86 клавиш (вместо 101 у настольных ПК), но может иметься разъем для подключения и полной клавиатуры; у некоторых моделей клавиатурараскладная. У миниатюрных компьютеров клавиатура бывает так мала, что для нажатия клавиш применяется специальная указочка.

В качестве манипулятора графической информации (устройства целеуказания) обычно используется не мышь, а трекбол, трекпойнт или тачпад.

Трекбол (trackball) — пластмассовый шар диаметром 15–20 мм, вращающийся в любом направлении (напоминающий стационарно укрепленную перевернутую мышь). Трекболы бывают встроенные и внешние. Встроенные могут располагаться на блоке клавиатуры или на лицевой поверхности дисплея рядом с экраном. Внешние трекболы крепятся клипсой, подключаются к компьютеру кабелем или по инфракрасному беспроводному каналу.

Трекпойнт (trackpoint) — специальная гибкая клавиша на клавиатуре, типа ластика, прогиб которой в нужном направлений перемещает курсор на экране дисплея.

Тачпад (touchpad) — небольшой планшет, размещенный на блоке клавиатуры и содержащий под тонкой пленкой сеть проводников, воспринимающих при легком нажиме направление перемещения нажимающего объекта, например, пальца. Принятый сигнал используется для управления курсором.

Применяются в портативных компьютерах и сенсорные экраны, в которых прикосновение к их поверхности обусловливает перемещение курсора в место прикосновения или выбор процедуры по меню, выведенному на экран.

Переносные компьютеры весьма разнообразны: от громоздких и тяжелых (до 15 кг) портативных рабочих станций до миниатюрных электронных записных книжек весом около 100 г.

Портативные компьютеры типа «Laptop», что означает «наколенные», оформляются в виде небольших чемоданчиков размером с «дипломат», их вес обычно в пределах 5–10 кг. Аппаратное и программное обеспечение позволяет им успешно конкурировать с лучшими стационарными ПК. В современных моделях laptop используются микропроцессоры Pentium; оперативная память до 512 Мбайт; накопитель на жестком диске емкостью до 60 Гбайт, часто съемный; возможно использование CD-ROM и другого мультимедийного обеспечения. В качестве примера посмотрим параметры компьютера «laptop» 2005 года.

Портативный компьютер компании Samsung: экран 19 дюймов, разрешение 1680 1050, яркость 280 кд/м², время отклика 10 мс. Графический контроллер nVidia Geforce Go 6600.

МП Pentium M 2,2 ГГц, жесткий диск 60 Гбайт, DVD R, интерфейсы: Gigabit Ethernet, Bluetooth, слот для flash: Memory Stick, Secure Digital, xD Picture Card, Multimedia Card. Габариты 43531439 мм, вес 4,5 кг. В комплекте пульт дистанционного управления.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: