Классификация компьютеров и их систем

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему:

«Классификация компьютеров и их систем»

Орел 2010

Введение

Любая классификация позволяет выявить общие для всех подходов признаки и определить тенденции развития. Можно спорить о преимуществах одной классификации перед другой, но общие характерные черты будут одинаковы. Динамика изменения технических параметров компьютеров столь велика, что спустя некоторое время, возможно, приводимую классификацию придется корректировать.

Как и при любой классификации, прежде всего должен быть выбран некоторый признак (параметр), по которому производится соответствующая группировка. Компьютеры могут быть классифицированы по разным признакам, например по габаритам, по областям применения, по быстродействию, по выполняемым функциям, по этапам их создания и еще по многим параметрам.

Целью данной курсовой работы является изучение классификации компьютеров и их систем. В рамках поставленной цели решаются следующие задачи, которые должны быть решены при написании курсовой работы:

1) классификация ЭВМ по поколениям;

2) классификация компьютеров по другим признакам;

3) классификация компьютерных систем.

Практическая часть данной работы посвящена реализации экономической задачи «Анализ плановых и фактических показателей выпуска продукции».

1. Теоретическая часть

1.1 Классификация ЭВМ по поколениям

Первые электронные вычислительные машины (ЭВМ) появились после Второй Мировой войны, и они были очень далеки от современных компьютеров. В те годы никто и не думал о том, что когда-нибудь компьютер сможет помочь человеку в интеллектуальной деятельности. Первые ЭВМ, основанные на электронных лампах, были крупногабаритными, «медленными», ненадежными, расходовали много энергии и программировались в машинных кодах.

Второе поколение электронно-вычислительных машин существовало в период с конца 1950-х до начала 1960-х годов. ЭВМ стали производиться на полупроводниковых элементах. Технические характеристики вышли на новый уровень, программирование для них велось в алгоритмических языках.

К началу шестидесятых годов в мире уже работали тысячи электронно-вычислительных машин. ЭВМ стали производиться на интегральных схемах. Уменьшились размеры, повысилась производительность и надежность машин.

К четвертому поколению ЭВМ относятся персональные компьютеры на микропроцессорах. В конце 1970 года был выпущен в продажу микропроцессор Intel - 4004. Вслед за этим четырехбитным, появились восьмибитные модели 8008 и 8080, которые до конца семидесятых стали стандартом компьютерной индустрии. Вначале эти процессоры использовались только электронщиками-любителями и в различных специальных устройствах, но с 1975 года, на основе Intel - 8080, стали серийно производиться первые персональные компьютеры. Отличительные черты компьютеров четвертого поколения - высокая мощность, производительность, надежность и относительная дешевизна.

О пятом поколении ЭВМ стали говорить с середины 1980-х годов. Компьютеры стали проникать во все сферы жизни человека.

Современное человеческое общество живет в период, который характеризуется небывалым ростом информационных потоков. Это относится как к экономике, так и к социальной сфере. Применение современных электронных вычислительных машин дает возможность переложить трудоемкие операции на автоматические или автоматизированные устройства, которые могут работать со скоростью, превышающей скорость обработки информации человеком в миллионы раз. В наши дни уже невозможно представить решение сложных вычислительных задач и выполнение операций, без помощи «электронного мозга», называемого компьютером, или ЭВМ. [1]

1.2 Классификация компьютеров по другим признакам

Компьютер - это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных.

Компьютеры предназначены для выполнения самой разнообразной работы и соответственно делятся на разные классы. Существует достаточно систем классификации компьютеров. Классификация по назначению - один из наиболее ранних методов классификации. Он связан с тем, как компьютер применяется. По этому принципу различают:

· большие ЭВМ (мэйнфреймы);

· мини - ЭВМ;

· микро-ЭВМ;

· персональные компьютеры.

Микрокомпьютеры - это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора.

Персональные компьютеры (ПК) - это микрокомпьютеры универсального назначения, рассчитанные на одного пользователя и управляемые одним человеком. Персональный компьютер относится к классу микро - ЭВМ и является машиной индивидуального пользования. Это общедоступный и универсальный инструмент, многократно повышающий производительность интеллектуального труда. Существуют следующие категории персональных компьютеров:

· Consumer PC (массовый ПК);

· Office PC (деловой ПК);

· Mobile PC (портативный ПК);

· Workstation PC (рабочая станция);

· Entertainment PC (развлекательный ПК).

Consumer PC (массовый ПК) - практически это базовый компьютер. Он предназначен для массового потребителя, надежен и имеет простейшую конфигурацию.

Office PC (деловой ПК) - это компьютер среднего класса, но уже для работы в офисе. Применяются для решения задач научно-технического и экономического характера, а также и для обучения. Они размещаются на рабочих местах потребителей: на предприятиях, в учреждениях, в магазинах и т.д.

Mobile PC (портативный ПК). К этим машинам предъявляются особые требования. В данном случае не требуется сверхвысокой вычислительной мощности и развитых сетевых возможностей, зато очень важны низкий вес и возможность длительной работы от батарей.

Workstation PC (рабочая станция) - это настольная система высокой производительности, в которой высокое быстродействие сочетается с большим объемом оперативной и внешней памяти, высокопроизводительными внутренними магистралями, высококачественной и быстродействующей графической подсистемой и разнообразными устройствами ввода / вывода.

Entertainment PC (развлекательный ПК) - это своеобразная «домашняя рабочая станция», предназначенная для работы с приложениями мультимедиа, трехмерными играми и для прочих нужд домашнего пользователя. Этот компьютер способен заменить музыкальный центр, телевизор, DVD-плеер и др. [3]

Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200 - 300 рабочих мест.

Суперкомпьютеры - это очень мощные компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлопов. Они называются сверхбыстродействующими. Эти машины представляют собой многопроцессорные и (или) многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств.

Мини-ЭВМ применяют для управления производственными процессами. Тот же компьютер может сочетать управление производством с другими задачами. Для организации работы с мини - ЭВМ тоже требуется специальный вычислительный центр. [2]

Классификация ЭВМ по принципу действия. По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса: аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ) и гибридные (ГВМ). Критерием деления вычислительных машин на эти классы является форма представления информации, с которой они работают.

1) 2)

Две формы представления информации в машинах: 1) аналоговая; 2) цифровая импульсная

Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) дискретного действия работают с информацией, представленной в дискретной, точнее в цифровой, форме.

Аналоговые вычислительные машины (АВМ) непрерывного действия работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины. Аналоговые вычислительные машины просты и удобны в эксплуатации; программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое; скорость решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь угодно высокой (больше, чем у ЦВМ). Но точность решения задач очень низкая.

Гибридные вычислительные машины (ГВМ) комбинированного действия работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

Наиболее широкое применение получили ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации - электронные цифровые вычислительные машины, которые обычно называют просто электронными вычислительными машинами (ЭВМ) или компьютерами, без упоминания об их цифровом характере. [2]

Классификация ЭВМ по уровню специализации: универсальные и специализированные. Универсальные компьютеры предназначены для решения широкого класса задач как научно-технического, так и экономического характера. Такие компьютеры, как правило, обладают развитой системой команд. Они имеют многоуровневую систему прерывания, динамическую организацию памяти и позволяют работать в различных пакетах: пакетном, разделения времени, в реальном масштабе времени, диалоговом и т.д. На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольного состава. Состав компьютерной системы называется конфигурацией.

Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К таким компьютерам относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов. Специализированные мини-ЭВМ, ориентированные на работу с графикой, называют графическими станциями. Их используют при подготовке кинофильмов и видеофильмов, а также рекламной продукции. [4]

1.3 Классификация компьютерных систем

В настоящее время накоплен большой практический опыт в разработке и использовании компьютерных (вычислительных) систем самого разнообразного применения. Эти системы очень сильно отличаются друг от друга своими возможностями и характеристиками.

По назначению ВС делят на универсальные, проблемно-ориентированные и специализированные. Универсальные предназначаются для решения широкого класса задач. Проблемно-ориентированные используются для решения определенного круга задач в сравнительно узкой сфере. Специализированные ориентированы на решение узкого класса задач.

По типу ВС различаются на многомашинные и многопроцессорные. Многомашинные (ММС) появились исторически первыми. Уже при использовании ЭВМ первых поколений возникали задачи повышения производительности, надежности и достоверности вычислений. Многопроцессорные (МПС) строятся при комплексировании нескольких процессоров. В качестве общего ресурса они имеют общую оперативную память (ООП). Параллельная работа процессоров и использование ООП обеспечиваются под управлением единой общей операционной системы.

По типу ЭВМ или процессоров, используемых для построения ВС, различают однородные и неоднородные системы. Однородные предполагают комплексирование однотипных ЭВМ (процессоров), неоднородные - разнотипных [6, С. 15]. В однородных системах значительно упрощаются разработка и обслуживание технических и программных (в основном ОС) средств.

По степени территориальной разобщенности вычислительных модулей ВС делятся на системы совмещенного (сосредоточенного) и распределенного (разобщенного) типов. Обычно такое деление касается только ММС. Многопроцессорные системы относятся к системам совмещенного типа.

По методам управления элементами ВС различают централизованные, децентрализованные и со смешанным управлением.

По принципу закрепления вычислительных функций за отдельными ЭВМ (процессорами) различают системы с жестким и плавающим закреплением функций. В зависимости от типа ВС следует решать задачи статического или динамического размещения программных модулей и массивов данных, обеспечивая необходимую гибкость системы и надежность ее функционирования.

По режиму работы ВС различают системы, работающие в оперативном и неоперативном временных режимах. Первые, как правило, используют режим реального масштаба времени. Этот режим характеризуется жесткими ограничениями на время решения задач в системе и предполагает высокую степень автоматизации процедур ввода-вывода и обработки данных. [1]

2. Практическая часть

2.1 Общая характеристика задачи

Рассмотрим следующую задачу:

Предприятие ООО «Красный Октябрь» осуществляет деятельность, связанную с выпуском различных видов деталей для промышленного оборудования. Для повышения эффективности функционирования предприятия ежемесячно производится анализ плановых и фактических показателей выпуска продукции. Данные фактических и плановых показателей выпуска продукции приведены на рис. 1.1 и 1.2.

1. Построить таблицы по приведенным ниже данным.

2. Выполнить расчет отклонения фактических показателей от плановых в абсолютной и относительной форме, подвести итоги за месяц.

3. Результаты вычислений представить в виде консолидированной таблицы, содержащей сводные данные о выпущенной продукции.

4. Сформулировать и заполнить форму сводной ведомости по учету выпущенной продукции за квартал (рис. 1.3)

5. Результаты плановых и фактических показателей выпуска продукции за квартал по каждой бригаде представить в графическом виде.

Ведомость учета выпущенной продукции за январь 2006 г.

Ведомость учета выпущенной продукции за февраль 2006 г.

Ведомость учета выпущенной продукции за март 2006 г.

Рис. 1.1. Фактические данные выпуска продукции по месяцам

Плановые показатели выпуска продукции

Рис. 1.2. Плановые показатели выпуска продукции

Сводная ведомость учета выпуска продукции за _ квартал 20__ г.

Рис. 1.3. Сводная ведомость учета выпуска продукции за квартал

2.2 Описание алгоритма решения задачи

1. Запустить табличный процессор MS Excel.

2. Создать книгу с именем «Красный Октябрь».

3. Лист 1 переименовать в лист с названием Данные.

4. На рабочем листе Данные MS Excel создать таблицы фактических данных выпуска продукции по месяцам.

5. Заполнить таблицы исходными данными (рис. 2).

Рис. 2. Расположение таблиц «Фактические данные выпуска продукции по месяцам» на рабочем листе Данные MS Excel

6. Лист 2 переименовать в лист с названием План.

7. На рабочем листе План MS Excel создать таблицу, в которой будут содержаться плановые показатели выпуска продукции.

8. Заполнить таблицу плановых показателей исходными данными (рис. 3).

Рис. 3. Расположение таблицы «Плановые показатели выпуска продукции» на рабочем листе План MS Excel

9. Лист 3 переименовать в лист с названием Расчет.

10. На рабочем листе Расчет MS Excel выполнить расчет отклонения фактических показателей от плановых в абсолютной и относительной форме, подвести итоги за месяц.

11. Внести в таблицы фактических данных выпуска продукции данные плановых показателей.

12. Посчитать абсолютное отклонение от плановых показателей за январь. Занести в ячейку Е3 формулу: = D3 - C3;

Размножить введенную ячейку Е3 для остальных ячеек данной графы (с Е3 по Е5). Аналогично посчитать абсолютное отклонение за февраль и март.

13. Посчитать относительное отклонение от плановых показателей за январь. Занести в ячейку F3 формулу: = Е3 / С3;

Размножить введенную ячейку F3 для остальных ячеек данной графы (с F3 по F5). Аналогично посчитать относительное отклонение за февраль и март.

14. Подвести итоги за месяц. В ячейку С6 ввести формулу: = СУММ (С3; С5);

Аналогично для ячеек D6, E6, F6.

По тем же самым формулам подвести итоги по всем месяцам (рис. 4).

Рис. 4. Расположение таблицы «расчет отклонения фактических показателей от плановых в абсолютной и относительной форме, подведение итогов за месяц» на рабочем листе Расчет MS Excel

15. Результаты вычислений представить в виде консолидированной таблицы, содержащей сводные данные о выпущенной продукции.

16. На листе Расчет создать таблицу сводных данных о выпущенной продукции за квартал. Для этого все данные каждой бригады за каждый месяц сложить и подвести итоги (рис. 5).

Рис. 5. Консолидированная таблица, содержащая сводные данные о выпущенной продукции

17. Сформировать и заполнить форму сводной ведомости по учету выпущенной продукции за квартал.

18. Лист 4 переименовать в лист с названием Форма сводной ведомости.

19. На рабочем листе Форма сводной ведомости MS Excel создать форму сводной ведомости.

20. Путем создания межтабличных связей заполнить созданную форму полученными данными из консолидированной таблицы (рис. 6).

Рис. 6. Сводная ведомость учета выпуска продукции за квартал

21. Результаты плановых и фактических показателей выпуска продукции за квартал по каждой бригаде представить графически (рис. 7). [5]

Рис. 7. Графическое представление результатов плановых и фактических показателей выпуска продукции за квартал по каждой бригаде.

Заключение

Современное человеческое общество живет в период, который характеризуется небывалым ростом объема информационных потоков. Это относится как к экономике, так и к социальной сфере. К известным ранее видам ресурсов - материальным, трудовым, энергетическим, финансовым - прибавился еще и информационный. Только на основе своевременного пополнения, накопления, переработки информационного ресурса, то есть владения достоверной информацией, возможно рациональное управление любой сферой человеческой деятельности, правильное принятие решений. Особенно актуально это для сферы экономики. Применение современных компьютеров дает возможность переложить трудоемкие операции на автоматизированные устройства, превышающие скорость обработки информации человеком в миллионы раз.

Подводя итоги вышесказанного, можно уверенно заявить, что компьютер представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.

Мною было выяснено, какой прогресс был совершен в эволюции компьютеров и их систем, поэтому отсюда можно сделать вывод о том, что компьютеры и в дальнейшем будут совершенствоваться и видоизменяться, а это будет приводить к большему росту разнообразия ЭВМ и их систем.

Список литературы

1. Акулов О.А. Информатика: базовый курс / О.А. Акулов, Н.В. Медведев. - М.: Омега-Л, 2005. - 326 с.

2. Информатика для экономистов: учебник / В.М. Матюшка. - М.: ИНФРА - М, 2006. - 376 с.

3. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С.В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2006. - 425 с.

4. Информатика в экономике: Учеб. пособие / Под ред. проф. Б.Е. Одинцова, проф. А.Н. Романова. - М.: Вузовский учебник, 2008. - 478 с.

5. Информатика: Методические указания по выполнению курсовой работы для самостоятельной работы студентов 2 курса. - М.: Вузовский учебник, 2006. - 60 с.