Компьютер – это электронное устройство, предназначенное для работы с информацией, а именно введение, обработку, хранение, вывод и передачу информации. Кроме того, ПК представляет собой единое двух сущностей – аппаратной и программной частей (что и отражено на следующей схеме).
Согласно определению компьютера компоненты компьютера можно разделить на устройства, которые выполняют определенные функции, связанные с информацией.
Компоненты компьютера
Устройства обработки информации
(процессор)
Устройства ввода информации
(клавиатура, мышь, трекбол, джойстик, сканер, микрофон и т.д.)
2. Основные типы компьютеров. Конфигурации персональных компьютеров (ПК)
Персональный компьютер с технической точки зрения можно определить как единую систему, представляющую собой набор сменных компонентов, соединенных между собой стандартными интерфейсами. Компонентом здесь выступает отдельный узел (устройство), выполняющий определенную функцию в составе системы.
Интерфейсом называют стандарт присоединения компонентов к системе. В качестве такового служат разъемы, наборы микросхем, генерирующих стандартные сигналы, стандартный программный код.
В компьютерной индустрии существует набор однотипных компонентов с разными функциональными возможностями (и, соответственно, с разной стоимостью), включаемых в систему по единому интерфейсу. Полное описание набора и характеристик устройств, составляющих данных компьютер, называется конфигурацией ПК.
Существует "минимальная” конфигурация ПК, т.е. минимальный набор устройств, без которых работа с ПК становится бессмысленной. Это: системный блок, монитор, клавиатура, мышь. Обычно под набором комплектующих, объединенных понятием "типовой персональный компьютер”, понимают следующий их состав:
корпус с блоком питания;
Для российских условий дополнительным оборудованием (во многих странах уже считающийся стандартом) выступают:
телевизионный и УКВ тюнер;
ИБП;
дисковод
DVD;
модем;
сетевая карта.
системная (материнская) плата;
процессор;
оперативная память;
видеоконтроллер;
монитор;
жесткий диск;
клавиатура;
мышь;
дисковод
CD-ROM;
дисковод гибких дисков;
звуковая карта.
Стационарные ПК
Первые компьютеры не предназначались для переноски. Они состояли из отдельных частей, в частности, системного блока, монитора, клавиатуры, соединённых проводами. Главной частью компьютера был системный блок, в котором находились практически все основные устройства. Известны два вида компоновки системного блока — desktop и tower.
Десктоп
Десктоп («настольный компьютер») — это стационарный компьютер, имеющий такие габариты, что ему удобнее располагаться на столе (отсюда «десктоп», от англ. desktop — «рабочая поверхность (письменного стола)») дома или в офисе. Раньше системные блоки такого типа обычно были широкими и на них можно было установить монитор.
Tower
Системный блок типа Tower («башня») высокий и потому обычно располагается под столом. Из-за уменьшения размеров и массы комплектующих системные блоки типа Tower тоже уменьшились и такие блоки называются mini tower. В настоящее время почти все десктопы имеют компоновку mini tower.
Моноблок
Вариант при котором монитор и системный блок слиты в один неразделимый корпус. Такие решения обычно эргономичны (занимаю минимум пространства) и привлекательны с эстетической точки зрения. Обратной стороной, является трудность самостоятельной, технической модернизации.
Мобильные (носимые) ПК
IBM Thinkpad R51
Ноутбуки Компактные компьютеры, содержащие все необходимые компоненты (в том числе монитор) в одном небольшом корпусе, как правило, складывающемся в виде книжки. Приспособлены для работы в дороге, на небольшом свободном пространстве. Для достижения малых размеров в них применяются специальные технологии: специально разработанные специализированные микросхемы (ASIC), ОЗУ и жёсткие диски уменьшенных габаритов, компактная клавиатура, не содержащая цифрового поля, внешние блоки питания, минимум гнезд расширения.
Как правило, содержат развитые средства подключения к проводным и беспроводным сетям, встроенное мультимедийное оборудование (динамики, часто микрофон и веб-камеру). В последнее время вычислительная мощность ноутбуков не сильно уступает стационарным ПК, а иногда и превосходит их. Очень компактные модели не содержат CD/DVD-накопителя.
Посредством специальных доков ноутбуки могут превращаться в настольные ПК: вставляя ноутбук в такой док, пользователь подключает к вычислительным устройствам ноутбука внешний большой экран, полноразмерную клавиатуру, мышь, динамики и порты подключения.
Планшетные ПК
Планшетный ноутбук Toshiba 3500
Аналогичны ноутбукам, но содержат чувствительный к нажатию экран и не содержат механической клавиатуры. Ввод текста и управление осуществляются через экранный интерфейс, часто доработанный специально для удобного управления пальцами. Некоторые модели могут распознавать рукописный текст, написанный на экране.
Чаще всего корпус не раскрывается, как у ноутбуков, а экран расположен на внешней стороне верхней поверхности. Бывают и комбинированные модели, у которых корпус может поворачиваться на оси и раскрываться, предоставляя доступ к расположенной внутри клавиатуре.
Вычислительная мощь уступает настольным ПК, так как для длительной работы без внешнего источника питания приходится использовать энергосберегающие процессоры, накопители и экран.
Карманные ПК (PDA)
КПК Acer N10
Сверхпортативные устройства, умещающиеся в кармане. Управление ими, как правило, происходит с помощью небольшого по размерам и разрешению экрана, чувствительного к нажатию пальца или специального пера (стилуса), а клавиатура и мышь отсутствуют. Некоторые модели, впрочем, содержат миниатюрную фиксированную или выдвигающуюся из корпуса клавиатуру.
Разрешение экрана невелико, как правило 320×240 (экран может использоваться и боком, тогда разрешение становится 240×320), в некоторых моделях — 640×480 (т. н. VGA-разрешение).
В таких устройствах используются сверхэкономичные процессоры и флеш-накопители небольшого объёма, поэтому их вычислительная мощь несопоставима с настольными ПК. Тем не менее, они содержат все признаки персонального компьютера: процессор, накопитель, оперативную память, монитор, операционную систему, прикладное ПО и даже игры.
Всё более популярными становятся КПК, содержащие функции мобильного телефона (коммуникаторы). Встроенный коммуникационный модуль позволяет не только совершать звонки, но и подключаться к интернету в любой точке, где есть сотовая связь совместимого формата (GSM/GPRS, CDMA).
Нестандартные конструкции ПК Баребоны
Компьютер формата barebone
Barebone— компьютеры, строящиеся пользователем для выполнения определенных задач (обычно в качестве мультимедийной станции). В продажу поступают в виде так называемых «скелетных» баз в составе корпуса, материнской платы и системы охлаждения. Материнская плата, как правило, оснащена встроенными звуковым и видеоконтроллерами. Выбор конфигурации и соответственно комплектующих в виде дисковых накопителей, памяти и периферии, а также других устройств (ТВ-тюнера, дополнительной видеокарты и т. п.) ложится на пользователя. Как правило, «баребоны» имеют меньшую высоту корпуса и, как следствие, уменьшенный внутренний объём, а также усовершенствованную систему охлаждения, отличающуюся низкими показателями производимого шума.
Защищённые ПК
Ряд компаний производит компьютеры, обладающие устойчивостью к агрессивным средам: сильной вибрации, ударам, большой запыленности, влажности, вандализму — условиям, в которых обычные ПК быстро бы вышли из строя. Как правило, устойчивые ПК выпускаются в формате ноутбуков, более тяжёлых и больших по размерам, чем обычные. Их стоимость также значительно выше.
Промышленные ПК
Предназначены для решения задач промышленной автоматизации. Отличаются стойкостью к различным внешним воздействиям, увеличенным жизненным циклом изделия, возможностью подключения к промышленным сетям (PROFInet, PROFIBUS).
Тихий ПК
Бесшумный компьютер Zonbu
Для использования в жилых комнатах используются конструкции ПК, производящие минимум шума или работающие совершенно бесшумно. Такие модели можно оставлять включенными постоянно, что даёт ряд преимуществ: отсутствует период загрузки, компьютер всегда готов к работе и может постоянно отслеживать новую почту или мгновенные сообщения для пользователя. В целом, постоянно включенный ПК может выполнять ряд особенных задач:
* быть мультимедийной станцией (воспроизводить видео-, аудиозаписи, интернет-радио); * работать как видеомагнитофон: записывать передачи телевидения или радио для последующего просмотра или прослушивания в удобное время; * служить P2P-клиентом (обмениваться файлами в автоматическом режиме с другими компьютерами) * служить домашним или даже интернет-сервером; * следить за температурой или присутствием с помощью соответствующих датчиков или фото-, видеокамеры (веб-камеры).
Чтобы сделать ПК тихим, используется несколько технологий:
* жидкостное охлаждение; * малошумные вентиляторы с лопастями специальной формы; * процессоры, не требующие активного охлаждения (ввиду их маломощности это не всегда приемлемое решение); * малошумные жёсткие диски, а также установка их на шумопоглощающие крепления; * замена жёстких дисков на флеш-память или удалённые дисковые массивы; * установка бесшумного (noiseless) блока питания.
Большинство современных персональных компьютеров способны снижать потребляемую мощность и уровень шума в моменты низкой нагрузки, но для постоянной тихой работы не обойтись без применения специальных технологий, указанных выше.
Компактные ПК Некоторые компании предлагают ПК значительно меньше по размерам, чем стандартные. Такие модели занимают меньше места в рабочей или домашней обстановке, легче вписываются в интерьер, зачастую красивее и тише обычных ПК. Собрать компактную модель по силам и обыкновенному пользователю, если подобрать специальные модели корпуса и материнской платы, однако, стоимость такого ПК будет выше, чем обыкновенного. В то же время, компании, занимающиеся этим профессионально, нередко достигают выигрыша в цене и удобстве эксплуатации.
Macintosh 128k (первый компьютер Macintosh, представлен в 1984 году)
iMac Intel Core 2 Duo
Одними из первых компактных компьютеров были модели Apple Macintosh в 1984 году, которые представляли собой моноблок: системные компоненты в одном корпусе с монитором. Значительно позже идея была продолжена в моделях eMac и iMac. Аналогичные по формату компьютеры пытались выпускать и другие компании (например, eMachines), но без особого успеха.
Параллельно технологии миниатюризации отрабатывались на тонких клиентах, которые обычно невелики по размерам и весу.
Развитие GNU/Linux и другого ПО с открытым кодом придало компактным моделям новое дыхание, и сейчас многие фирмы предлагают компактные ПК (Linutop) или целые комплексы на их основе (Zonbu).
Mac mini
Долгое время вершиной миниатюризации считался компьютер Apple Mac mini. Этот чрезвычайно компактный компьютер (по размерам как небольшая но толстая книга) обладает тем не менее адекватной вычислительной мощностью (процессор Intel Core Duo) и работает совершенно бесшумно. Однако, в настоящее время, с появлением плат форм-фактора pico-ITX появились модели соперничающие по размерам с Mac mini.
OLPC
Существует несколько конкурирующих между собой проектов компактных и очень дешевых в производстве персональных компьютеров, некоторые из которых предназначены для развивающихся стран: OLPC, VIA pc-1 Initiative, Intel Classmate PC, ASUS Eee PC и др. Однако, удешевление и миниатюризация достигнуты дорогой ценой: их вычислительная мощность несопоставима с мощностью полноценного ПК.
Технологии, уменьшающие габариты ПК:
* материнская плата уменьшенного формата (mini-ITX и др.) * корпус маленького формата * DVD- и CD-накопители со щелевой загрузкой или отсутствие DVD- и CD-накопителя. * меньшее количество отсеков для жестких дисков и DVD/CD, зачастую всего один * меньше коннекторов USB, аудио- и т. д. * внешние блоки питания.
Хакинтош
Хакинтош (англ. hackintosh, от слов хакер и макинтош) — это ПК, собранный любителем и поддерживающий работу с операционной системой Mac OS X, во взломанном для запуска на IBM PC-совместимом компьютере варианте называемой OSx86, то есть более дешёвый аналог компьютера Apple. Так как современные версии этой системы рассчитаны на процессор Intel и другие стандартные компоненты, возникает теоретическая возможность запускать её на любых ПК. В реальности поддерживается только узкий набор аппаратуры, который встречается в настоящих макинтошах, поэтому «хакинтош» должен состоять исключительно из таких деталей. Кроме того, коммерчески поставляемая система защищена от работы на чужой аппаратуре, так что в «хакинтоше» применяют старую служебную версию без этой защиты, либо взломанную более свежую версию, либо специальные аппаратные средства, имитирующие сигнатуры макинтоша, проверяемые системой. Установка системы Mac OS X на компьютеры, не произведённые Apple, является нарушением лицензии на ОС.
