Energy
education

сайт для тех, кто хочет изучать энергетику

Информационные технологии

PC

Теория вычислительных устройств

Компьютер — устройство или система, способное выполнять заданную чётко определённую изменяемую последовательность операций. Это чаще всего операции численных расчётов и манипулирования данными, однако сюда относятся и операции ввода-вывода.

1. Виды компьютеров

Компьютеры различают по множеству критериев, в разной степени связанных между собой. В бытовом восприятии часто увязываются такие критерии как назначение, вычислительная мощь и размеры компьютера. Вид компьютеров, объединяющий в себе большое число подвидов с различными форм-факторами условно делится на два подвида: стационарные и портативные ПК.

Стационарные ПК предназначены для постоянного использования внутри помещения. Устанавливаются на широких ровных поверхностях, таких, как офисные столы, специальные полки и др. Включают в себя такие подвиды как: десктопы (обычные настольные ПК), неттопы и моноблоки.

Под настольным компьютером обычно подразумевается связка из системного блока, монитора и манипуляторов (клавиатура/мышь). Размеры десктопных решений варьируются в зависимости от форм-фактора, но, в целом, такие устройства являются наиболее крупными среди стационарных ПК.

Настольный компьютер.
Настольный компьютер.
Форм-фактор корпуса Ширина Высота Применение
Full Tower15-20 см50-60 смМощные игровые и рабочие компьютеры
Midi Tower15-20 см43-45 смРаспространённый формат домашних ПК
Mini Tower15-20 см33-35 смОфисные ПК
Small Form Factor20 см18-23 смКомпактные офисные ПК

Неттопы это настольные решения с малым форм-фактором. По производительности несколько уступают десктопным решениям, но могут выступать их заменой при условии, что пользователю требуется работа с не слишком ресурсоёмкими приложениями. В этом смысле неттопы сопоставимы с ноутбуками/нетбуками. Яркие представители мира неттопов:

Неттопы.
Неттопы.
Модель неттопаГабариты (мм)
Acer Aspire Revo 3700180 x 180 x 30
Asus EeeBox PC EB1012P-1A222 x 178 x 26.9
Apple Mac mini197 x 197 x 37

Моноблоки представляют собой интегрированное решение «монитор+системный блок в одном корпусе». Являются современной альтернативой десктопным системам, т. к. обладают сходной производительностью и меньшими габаритами. Как правило используются в качестве мультимедийных домашних решений, терминалов или компактных офисных ПК. Так же как и в случае с ноутбуками/нетбуками, размеры моноблоков связаны не только с форм-фактором системной платы, но и с диагональю экрана.

Моноблок.
Моноблок.
Модель моноблокаДиагональ экранаГабариты (мм)
Asus EeeTOP 1610PT-1B16"582 x 495 x 80
Dell Inspiron One 231022.5"570 x 420 x 90
Apple iMac27"650 x 517 x 20

Портативные ПК – это Переносные решения разной степени мобильности и автономности. Существенно различаются по размерам. Ориентировочный порядок возрастания габаритов: КПК (карманные компьютеры), планшеты, планшетные нетбуки, нетбуки, ноутбуки.

Ноутбуки – наиболее крупные и мощные из портативных ПК. Зачастую используются в качестве альтернативы стационарным компьютерам в малом офисе. От настольных решений отличаются сниженным энергопотреблением и более компактной складной конструкцией. По автономности (т.е. продолжительности автономной работы) чаще всего уступают ещё более компактным портативным решениям, таким как нетбуки и планшеты.

Ноутбук.
Ноутбук.

По диагонали экрана различают модели от 14 до 19 дюймов. При этом увеличение диагонали экрана сказывается, главным образом, на ширине корпуса, в то время как другие размеры могут оставаться неизменными или даже сокращаться. Это видно из следующей таблицы с примерами.

Модель ноутбукаДиагональ экранаГабариты (мм)
Fujitsu-Siemens Lifebook T58010.1270 x 40 x 189
Asus Lamborghini VX715.6402 x 58 x 309
Acer Aspire 8951G18.4440 x 38 x 295

Именно ноутбуки с большой диагональю экрана чаще всего позиционируются как замена настольному компьютеру, т.к. имеют диагональ экрана, сопоставимую с диагональю экрана средних офисных мониторов.

Нетбуки ориентированы на использование в поездках или в тех случаях, когда пользователю требуется ограниченный набор возможностей: выход в Интернет, работа с повседневными приложениями и воспроизведение не слишком требовательного к аппаратным ресурсам медиаконтента. Поэтому производители нетбуков стараются соблюдать баланс между общей компактностью устройства и размерами экрана, достаточными для комфортного просмотра видео. В среднем размер экрана варьируется от 7 до 12 дюймов. При этом габариты 10-дюймового решения могут составлять, ориентировочно, 250x183x27 мм.

Нетбук.
Нетбук.

Планшетные компьютеры – подвид мобильных ПК, приобретший особую популярность после выхода планшета iPad и являющийся «промежуточным звеном» между КПК и ноутбуками. Отличительная черта планшетов – тонкий корпус, почти вся ширина которого занята сенсорным экраном. Габариты «канонического» по соотношению размер/производительность планшета iPad 2, вышедшего на рынок в апреле 2010 года, составляют 241.2х185.7х8.8 мм.

Планшетный компьютер.
Планшетный компьютер.

Планшетные нетбуки – планшеты со съёмной клавиатурой. При подключенной клавиатуре имеют размеры нетбука, при отключенной – обычного планшета.

Планшетный нетбук.
Планшетный нетбук.

Карманные персональные компьютеры КПК по размерам и вычислительным возможностям близки к мобильным коммуникаторам. Как правило, последнее время преобладает гибридный вариант, называемый смартфоном, с небольшими размерами, например 70x140x7 мм.

Серверы. Определение сервера исторически пересекается с определением мейнфрейма. В обоих случаях речь идёт о высокопроизводительных компьютерах с большим форм-фактором. Различие в том, что мейнфрейм – это всегда центральное устройство (в т.ч. центральный сервер), в то время как сервер может являться менее значимой частью структуры. Изначально серверы использовались на промышленных и научных предприятиях для обслуживания других компьютеров (рабочих станций и ПК). Несмотря на тенденцию к уменьшению габаритов и снижению энергопотребления, полнофункциональные промышленные серверы по-прежнему требуют отдельного помещения и специальных условий эксплуатации. Для обеспечения стабильной длительной работы с высокими нагрузками, серверы снабжаются резервными аппаратными компонентами; в первую очередь это относится к тем комплектующим, которые наиболее подвержены износу или избыточным нагрузкам (блоки питания, модули памяти, процессоры, запоминающие устройства). Потребность в мощной многоуровневой системе охлаждения также влияет на размеры и конструкцию серверов.

Сервер в кластере.
Сервер в кластере.

С развитием рынка персональных компьютеров понятие сервера расширилось, т.к. для объединения домашних или офисных ПК в локальную сеть появились домашние серверы (например, медиа-серверы). Подобные устройства по своим габаритам и конструкции могут не отличаться от десктопа или даже неттопа.

Суперкомпьютер – система, как правило, объединяющая в своём составе ряд серверов. В Сибирском Федеральном Университете на базе Института Космических и Информационных технологий развернут мощный комплекс высокопроизводительных вычислений суперкомпьютер ИКИТ СФУ. Производительность комплекса, согласно тесту linpack, составляет 9,287 TFlops. Пиковая производительность – 16 872,3 TFlops. Суперкомпьютер СФУ, на сегодняшний день, занимает 9 место в списке пятидесяти самых мощных компьютеров России.