Компьютер – адамзаттың ең жарқын өнертабыстарының бірі. Компьютерлік технологияның арқасында адамдар үлкен көлемдегі деректерді сақтай және өңдей алды, өмірдің қарқынын тездете алды, есептеулер жүргізді, интернетте дүкендер жүргізіп, бұрын-соңды болмаған өнімділікке қол жеткізді. Құрылғыны дұрыс таңдау және пайдалану үшін компьютерлерді жіктеу әдістерін білу қажет.
Әлемдік компьютерлендіру градациясы
Компьютерді деректерді қабылдайтын және қабылдайтын, оны сақтайтын және пайдаланушыға түсінікті мағыналы ақпаратқа өңдейтін кез келген электрондық құрылғы ретінде анықтауға болады. Бүгінгі таңда бұл анықтама сағаттар, калькуляторлар, теледидарлар, термометрлер, ноутбуктер, ұялы телефондар және басқалар сияқты көптеген пайдалы және қажетті құрылғыларды қамтиды.
Олардың барлығы деректерді қабылдайды және қажетті ақпаратпен операцияларды орындайды. Компьютер - бұл көптеген құрылғылардан тұратын жүйенің жалпы термині. Бұрынғы кездегі компьютерлер бір бөлменің көлеміндей болатын және орасан зор электр энергиясын тұтынатын. Бүгінгі таңда ғылыми-техникалық прогресс машиналардың көлемін минимумға дейін азайтты, оларды өлшеміне дейін азайттышағын сағаттар. Бұл шек емес.
Қазіргі уақытта компьютерлер жіктеледі:
- жас бойынша;
- қуат пен өлшем бойынша;
- мақсат немесе функционалдылық бойынша;
- микропроцессорлар саны бойынша;
- "BIT" екілік саны бойынша;
- қолдану аймағы бойынша;
- пайдаланушылардың саны бойынша;
- деректерді өңдеу схемаларына сәйкес;
- аппараттық және бағдарламалық құрал үшін;
- компьютер жадысының көлеміне сәйкес.
Компьютердің бес буыны
Құрылғылар ұрпақтар бойынша жасына қарай топтастырылған. Оларға бірінші, екінші, үшінші, төртінші және бесінші ұрпақтағы көліктер кіреді.
Компьютердің бес буыны ақпаратты өңдеу механизмдерінде ерекшеленеді:
- Біріншісі вакуумдық түтіктерде.
- Екінші - транзисторларда.
- Үшінші - интегралдық схемаларда.
- Төртінші - микропроцессорлық чиптерде.
- Бесінші – жасанды интеллектке қабілетті смарт құрылғыларда.
Бірінші буынның компьютерлері. Бұл 1946-1957 жылдар аралығында жасалған машиналар ұрпағы. Бұл құрылғылардың келесі сипаттамалары болды:
- Қосуға арналған вакуумдық түтіктер.
- Деректерді өңдеуге арналған жад ретінде магниттік барабандар.
- Төмен операциялық жүйе.
- Орнатуға көп орын, кейде бүкіл бөлмені алып кетті.
- Көп энергия тұтынған, сонымен бірге қоршаған ортаға орасан зор энергия бөлетін, бұлмашиналарды жою.
Екінші буын компьютерлері 1958-1964 жылдар аралығында болған. Олардың келесі мүмкіндіктері болды:
- Қолданылған транзисторлар.
- Бірінші буын компьютерлерімен салыстырғанда машиналардың сыртқы көлемі азырақ.
- Аз қуат тұтынылды.
- Операциялық жүйе жылдамырақ болды.
Осы ұрпақ кезінде Cobol және Fortran сияқты бағдарламалау тілдері әзірленді және деректерді енгізу және басып шығару үшін перфокарталарда пайдаланылды.
Үшінші буын компьютерлері 1965-1971 жылдар аралығында болған.
Мүмкіндіктер:
- Пайдаланылған интегралдық схемалар (IC).
- Чипстерді пайдалану себебінен кішірек болды.
- Деректерді өңдеуге арналған үлкен жады болды.
- Өңдеу жылдамдығы әлдеқайда жылдам болды.
- Бұл компьютерлерде қолданылатын технология - Small Scale Integration (SSI) технологиясы.
LSI кең ауқымды интеграция технологиясы
4-ші буын компьютерлері 1972 жылдан 1990 жылдарға дейін шығарылды. Олар Large Scale Integration (LSI) технологиясын пайдаланды:
- Жад көлемі үлкен.
- Жоғары өңдеу жылдамдығы.
- Шағын өлшем және бағасы.
- Деректерді өңдеу жүйесімен жақсы әрекеттесетін пернетақтамен жасалған.
Осы кезеңде Интернеттің қарқынды дамуы болды.
Басқа жетістіктер графикалық пайдаланушы интерфейсін (GUI) және тінтуірді енгізуді қамтиды. GUI-ге қосымша, компьютердің бұл түрі осындайларды пайдаланадыпайдаланушы интерфейстері:
- табиғи тіл;
- Сұрақ-жауап;
- пәрмен жолы (CLI);
- үлгілерді толтыру.
4-ші компьютерді жасауды өндірушілер осы микрочиптерді жаңа конструкцияларына біріктіре бастағаннан кейін Intel C4004 микропроцессоры бастады.
1981 жылы International Business Machine IBM PC деп аталатын өзінің алғашқы үй компьютерін ұсынды.
Компьютерлер арасындағы функционалдық айырмашылық
Компьютерлердің мақсаты немесе функционалдығы бойынша жіктелуі жалпы мақсаттағы және арнайы мақсаттағы машиналар болып бөлінеді. Біріншісі көптеген мәселелерді шешеді. Олар көп мақсатты деп айтылады, өйткені олар кең ауқымды тапсырмаларды орындайды. Жалпы мақсаттағы компьютерлердің мысалдарына үстел компьютерлері мен ноутбуктер жатады.
Арнайы мақсаттағы компьютерлер тек белгілі бір мәселелерді шешеді. Олар тек нақты тапсырмаларды орындауға арналған. Арнайы мақсаттағы компьютерлердің мысалдары калькуляторлар мен ақша есептегішін қамтуы мүмкін.
Деректерді өңдеу схемалары
Деректерді өңдеу бойынша компьютерлердің классификациясы. Деректерді өңдеу схемаларына байланысты құрылғылар аналогтық, цифрлық немесе гибридті болып бөлінеді.
Аналогты компьютерлер өлшемдер деректерге түрленетін өлшеу принципі бойынша жұмыс істейді. Қазіргі аналогтық құрылғылар әдетте өңделген шамаларды көрсету үшін кернеулер, кедергілер немесе токтар сияқты электрлік параметрлерді пайдаланады. Мұндай компьютерлерсандармен тікелей байланысты емес. Олар үздіксіз физикалық шамаларды өлшейді.
Сандық компьютерлер – сандық немесе басқа түрде цифрлық түрде ұсынылған ақпаратпен жұмыс істейтін компьютерлер. Мұндай құрылғылар деректерді цифрлық мәндерде (0 және 1 секундта) өңдейді және жоғары дәлдік пен жылдамдықпен нәтиже береді.
Гибридті құрылғылар аналогтық компьютердің өлшеу функциясын және сандық құрылғының санау функциясын қамтиды. Бұл машиналар есептеу мақсаттары үшін аналогтық құрамдастарды және сақтау үшін сандық сақтау құрылғыларын пайдаланады.
Компьютерлердің қуаты мен өлшемі бойынша жіктелуі
Компьютерлер әртүрлі өлшемдерде қол жетімді және осы айырмашылықтарға байланысты олар әртүрлі сыйымдылықтағы әртүрлі тапсырмаларды орындайды.
Компьютер жадының түрі бойынша классификациясы:
- Микрокомпьютерлер.
- Шағынкомпьютерлер.
- Суперкомпьютерлер.
- Майнфреймдер.
- Ұялы компьютерлер.
Микрокомпьютерлер. Олар негізгі фреймдер мен суперкомпьютерлерге қарағанда кішірек және арзанырақ, бірақ тиімділігі төмен. Мысалы, дербес компьютерлер (ДК) және жұмыс үстелі құрылғылары.
Шағынкомпьютерлер. Бұл негізгі компьютерлер мен суперкомпьютерлерден төмен тұратын орташа өлшемді компьютерлер. Мысалы, IBM орта диапазондағы машиналар.
Ұялы құрылғылар. Дербес компьютерлердің классификациясы жұмыс кезінде пайдаланушының тізесіне қойылған орташа өлшемді ноутбуктер мен нетбуктер, қолмен ұстауға болатын шағын ұстамалы құрылғылар –ұялы телефондар, калькуляторлар және жеке цифрлық көмекшілер (PDA).
Негізгі компьютерлер. Бұл өте үлкен қымбат компьютерлік жүйелер. Олар деректерді жылдам өңдейді және суперкомпьютерлерге қарағанда арзанырақ.
Суперкомпьютерлер. Жылдамырақ машиналар өте қымбат, өйткені олар көптеген математикалық есептеулерді жасайды. Олар деректердің өте үлкен көлемін өңдеу үшін пайдаланылады.
Ең жылдам және ең қуатты суперкомпьютер өте қымбат және ауа-райын болжау сияқты үлкен математикалық есептеулерді қажет ететін арнайы қолданбалар үшін пайдаланылады. Суперкомпьютердің басқа қолданбаларына қозғалыс графикасы, сұйықтық динамикалық есептеулері, ядролық энергияны зерттеу және мұнай барлау кіреді.
Суперкомпьютер мен негізгі компьютердің негізгі айырмашылығы - біріншісі өзінің барлық қуатын бірнеше нақты тапсырмаларға бағыттайды, ал негізгі компьютерлер бір уақытта көптеген бағдарламаларды іске қосу үшін өз қуатын пайдаланады. Негізгі компьютер өте үлкен және қымбат, ол бір уақытта жүздеген, тіпті мыңдаған пайдаланушыларға қолдау көрсете алады.
Төменгі жағындағы сағаттар және тізімнің жоғарғы жағындағы суперкомпьютерлер сияқты қарапайым микропроцессордан басталатын иерархияда негізгі фреймдер суперкомпьютерлерден сәл төмен орналасқан. Белгілі бір мағынада, негізгі компьютерлер суперкомпьютерлерге қарағанда қуаттырақ, өйткені олар бір мезгілде көптеген пайдаланушыларды қолдайды, бірақ суперкомпьютерлербір бағдарламаны негізгі компьютерлерге қарағанда жылдамырақ іске қосыңыз.
Микрокомпьютер – жалпы мақсаттағы ең кіші өңдеу жүйесі. Ескі компьютер 3,7 МБ 8 биттік процессорды және қазіргі 4,66 ГБ 64 биттік процессорды іске қосты.
Мұндай құрылғыларды екі түрге бөлуге болады:
- Үстел құрылғылары.
- Тасымалданатын механизмдер.
Айырмашылығы мынада: жұмыс үстелдері портативті бола алмаған кезде портативті опцияларды саяхат кезінде пайдалануға болады.
Микропроцессорлар саны бойынша ұйымдастыру
Микропроцессорлар санына қарай компьютерлерді келесіге бөлуге болады:
- Тізбекті.
- Параллель.
Сериялық компьютерлер - мұндай құрылғыларда орындалатын кез келген тапсырма тек микрокомпьютер арқылы орындалады. Бұл құрылғылардың көпшілігі дәйекті компьютерлер болып табылады, мұнда кез келген тапсырма басынан аяғына дейін дәйекті нұсқауларды орындайды.
Параллельді компьютерлер салыстырмалы түрде жылдам. Процессорлардың көп санын пайдаланатын машиналардың жаңа түрлері. Процессорлар әртүрлі тапсырмаларды өз бетінше орындайды және бір уақытта күрделі бағдарламалардың жылдамдығын арттырады. Параллель компьютерлер өте төмен бағамен суперкомпьютерлердің жылдамдығына сәйкес келеді.
бит бөлу
Бұл сөз ұзындығына негізделген компьютерлердің классификациясы. Екілік сан BIT деп аталады. Сөз – бекітілген биттердің тобыкомпьютер үшін. Сөздегі биттердің саны (немесе сөз ұзындығы) сол биттердегі барлық таңбалардың көрсетілуін анықтайды. Көптеген заманауи компьютерлерде сөз ұзындығы 16-дан 64 битке дейін ауытқиды.
Екілік цифр немесе бит – компьютердегі ақпараттың ең кіші бірлігі. Ақпаратты сақтау және шын/жалған немесе қосу/өшіру үшін пайдаланылады. Жеке биттің 0 немесе 1 мәні бар, ол әдетте деректерді сақтау және байт топтарындағы нұсқауларды орындау үшін пайдаланылады. Компьютер көбінесе бір уақытта өңдей алатын биттердің санына немесе жад мекенжайындағы биттердің санына қарай жіктеледі.
Көптеген жүйелер 32 биттік сөзді құру үшін төрт сегіз биттік байтты пайдаланады. Бит мәні әдетте жад модулінің ішіндегі конденсатордағы электр зарядының арнайы деңгейінен жоғары немесе төмен сақталады. Оң логиканы пайдаланатын құрылғылар үшін 1 мәні (шын немесе жоғары) электрлік жерге қатысты оң кернеу, ал 0 мәні (жалған немесе төмен) 0 болады.
Қолданба аймағы және пайдаланушылар бойынша типология
Қазіргі әлемдегі компьютерлердің классификациясы олардың қолданбалы мақсаттары мен мақсаттарына байланысты. Сондай-ақ қанша пайдаланушы өз жұмысында машиналарды қолданатыны туралы. Құрылғылар қолданба бойынша жіктеледі:
- Арнайы мақсаттағы көліктер.
- Жалпы мақсаттағы компьютерлер.
Біріншілері тек белгілі бір тапсырманың немесе қолданбаның талаптарын қанағаттандыру үшін жасалған. Нұсқаулар,Белгілі бір тапсырманы орындау үшін қажетті мәліметтер ішкі жадта тұрақты сақталады, осылайша ол тапсырманы бір пәрменмен орындай алады. Бұл компьютерде қосымша опциялар жоқ, сондықтан арзанырақ.
Жалпы мақсаттағы компьютерлер көптеген әртүрлі қолданбалардың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін жасалған. Бұл машиналарда белгілі бір тапсырманы орындау үшін қажетті нұсқаулар ішкі жадқа тұрақты түрде қосылады. Бір тапсырма аяқталған кезде, басқа тапсырманың нұсқауларын өңдеу үшін ішкі жадқа жүктеуге болады. Бұл жалпы мақсаттағы машинаны жалақыны, қорларды басқаруды, сату есебін және т.б. дайындау үшін пайдалануға болады.
Пайдаланушылар санына байланысты дербес компьютерлердің классификациясы:
- Бір пайдаланушы режимі - ресурсты кез келген уақытта тек бір пайдаланушы пайдалана алады.
- Көп пайдаланушы режимі - бір компьютерді кез келген уақытта бірнеше пайдаланушы бөліседі.
Компьютерлік желі - көптеген пайдаланушылар кез келген уақытта пайдаланатын өзара байланысты бірнеше автономды машиналар.
Микробағдарлама сипаттамасы
Аппараттық құрал – компьютер жүйесін құрайтын физикалық құрамдас бөліктер. Дербес компьютер бағдарламалық құралының классификациясы бағдарламалық құралды және компьютерлік жабдыққа қатысты деректерді бөледі.
Аппараттық құрал мен бағдарламалық құралдың симбиотикалық байланысы бар, яғни ДК бағдарламалық құралынсызөте шектеулі және аппараттық құралсыз бағдарламалық құрал мүлдем жұмыс істемейді. Олар өздерінің әлеуетін жүзеге асыру үшін бір-біріне қажет.
Компьютерлік бағдарламалық құралдың классификациясы:
- Операциялық жүйе – пайдаланушыға оның күрделілігін зерттемей-ақ аппараттық құралды басқаруға мүмкіндік беретін бағдарламалық құрал.
- Қызметтік бағдарламалар - жабдықты басқаруға қатысты нақты тапсырмаларды орындайды. Компьютерлік бағдарламалық құралдың осы түрі бойынша жіктелуі қысу бағдарламаларын, пішімдеушілерді, дефрагментациялау құралдарын және басқа дискіні басқару құралдарын қамтиды.
- Кітапхана бағдарламалары – жиі қолданылатын тәртіптердің жинақталған кітапханалары. Windows жүйесінде олар әдетте DLL файл кеңейтімін алып жүреді және олар көбінесе жұмыс уақыты кітапханалары деп аталады.
- Аудармашылар - пайдаланушы бағдарламаларды жазу үшін қолданатын тілге немесе тіл түріне қарамастан, олар компьютер тану және орындау үшін машиналық кодта болуы керек.
- Қолданбалы бағдарламалық құрал әдетте құрылғыдан тыс әлеммен байланысы бар тапсырмалар үшін пайдаланылады.
Компьютер құрылғыларының классификациясы компьютерге физикалық түрде қосылған қатты диск, физикалық түртуге болатын кез келген нәрсе сияқты аппараттық құрал түрлері бойынша компьютерлерді санаттайды. CD, монитор, принтер және видеокарта компьютердің аппараттық құралдарының мысалдары болып табылады. Ешбір аппараттық құрал болмаса, компьютер жұмыс істемейді және бағдарламалық құрал жұмыс істемейді.
Аппараттық және бағдарламалық құралбағдарламалық құрал бір-бірімен әрекеттеседі: бағдарламалық құрал аппараттық құралға қандай тапсырмаларды орындау керектігін айтады.
Құрылғы түрі бойынша компьютерді қамтамасыз етудің классификациясы:
- енгізу құрылғылары;
- сақтау;
- өңдеу;
- басқару;
- шығады.
Компьютер жадысының сипаттамасы
Компьютер жады деректер мен нұсқауларды сақтауға арналған адам миы сияқты. Компьютер жады өте кішкентай ұяшықтарға бөлінеді. Соңғыларының әрқайсысының бірегей орны бар, әр орынның 0 мен 65535 аралығындағы тұрақты мекенжайы бар.
Компьютерлер негізінен жадтың үш түрін пайдаланады:
- Кэш жады – процессорды жылдамдататын жоғары жылдамдықты жад. Ол процессор мен негізгі жады арасындағы буфер қызметін атқарады. Үнемі пайдаланылатын деректер мен орталық процессор пайдаланатын бағдарлама файлдары кэш жадыда сақталады. Орталық процессор қажет кезде деректерге қол жеткізе алады. Амалдық жүйе іске қосылғанда, ол кейбір маңызды файлдар мен деректерді дискіден кэш жадына тасымалдайды, сол жерден процессор оларға оңай қол жеткізе алады.
- Негізгі жад (негізгі жады). Негізгі жадта компьютер жұмыс істейтін барлық файлдар мен деректер немесе нұсқаулар бар. Компьютер өшірілгенде, негізгі жадта сақталған деректер біржола жоғалады. Бұл ресурстың мүмкіндігі шектеулі. Жартылай өткізгіш құрылғы біріншілік жадта қолданылады, ол регистрге қарағанда баяу. Негізгі категорияның екі ішкі санатыжад - RAM және ROM.
- Қосымша жады. Біз оны сыртқы деп білеміз. Ол негізгі жадқа қарағанда баяу. Ресурс деректер мен ақпаратты тұрақты сақтау үшін пайдаланылады. Процессор қосымша жад деректеріне кейбір енгізу/шығару процедуралары арқылы қол жеткізеді. Екінші жады ұяшықтарының мазмұны алдымен негізгі жадқа беріледі, содан кейін орталық процессор оған қол жеткізе алады. Қосымша жад мысалы: DVD, диск, CD-ROM, т.б.
Осы ақпаратты оқығаннан кейін пайдаланушы компьютерлерді жіктеу туралы сұраққа жауап беруі оңай болады.
5-ші буын компьютерлері: қазіргі және болашақ
Бесінші буынның компьютерлері құрылғылардың алдыңғы буындарында алынған технологиялық прогресс негізінде құрастырылған. Оларды іске асыру цифрлық дәуірдің басынан бері жинақталған адамның интеллектісі мен деректер қорын пайдалану арқылы адамдар мен машиналар арасындағы өзара әрекеттесуді жақсарту үшін жоспарланған. Бұл жобалардың көпшілігі қазірдің өзінде жүзеге асырылуда, ал басқалары әлі әзірленуде.
5-ші буын құрылғыларына арналған қазіргі заманғы компьютерлердің классификациясы - бұл басы бар, бірақ соңы жоқ жүйе, өйткені бұл топтың құрылғылары әлі де әзірленуде және ойлап табылуда. Олардың дамуы 1990 жылдары басталып, бүгінде жалғасуда. Олар технологияны кең ауқымды интеграцияда (VLSI) пайдаланады.
AI жеделдету саласындағы пионерлер - Google, Amazon, Microsoft, Apple, Facebook және Tesla. Алғашқы нәтижелер смартта әлдеқашан көрінедіүйдегі тіршілікті қамтамасыз ету жүйесіндегі әрекеттерді автоматтандыруға және біріктіруге арналған үй құрылғылары.
