Перспективы развития персональных компьютеров

Команды центрального процессора являются самым нижним уровнем управления компьютером, поэтому выполнение каждой команды неизбежно и безусловно. Не производится никакой проверки на допустимость выполняемых действий, в частности, не проверяется возможная потеря ценных данных. Чтобы компьютер выполнял только допустимые действия, команды должны быть соответствующим образом организованы в виде необходимой программы. Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется тактовым генератором. Тактовый генератор вырабатывает импульсы, служащие ритмом для центрального процессора. Частота тактовых импульсов называется тактовой частотой.

Основными характеристиками процессоров являются: разрядность  и быстродействие.

Быстродействие –  это параметр, показывающий количество тактов, выполняемых процессором в секунду.

Разрядность – это  параметр, который является важным для таких устройств компьютера, как внутренние регистры, шина ввода  вывода данных, шина адреса памяти.

Материнская плата - это сложная многослойная печатная плата (см. Рисунок 3), на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Как правило, материнская плата содержит разъёмы для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express.

Рисунок 3 – Материнская  плата

 

Видеокарта – это устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора. Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в специальный разъём для видеокарт на материнской плате, но бывает и интегрированной.

Рисунок 4 – Видеокарта

 

 Видеокарты имеют  встроенный графический процессор (GP), который производит обработку информации, не нагружая центральный процессор компьютера.

Звуковая плата (также называемая как звуковая карта, музыкальная плата) (англ. sound card) — позволяет работать со звуком на компьютере. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения или как внешними устройствами.

Внешние устройства⁷

Компьютеры мы используем практически везде – дома, на работе, даже в поездке. Поэтому надо знать хотя бы немного об устройстве компьютера: из чего они состоят, как работают, да и вообще при покупке компьютера или комплектующих может пригодиться.

Внешние детали (периферийные устройства). Они подключаются к  системному блоку через специальные  устройства ввода-вывода информации. К внешним устройствам компьютера относятся: монитор, клавиатура, мышь, также еще принтеры, сканеры, внешние емкие дисководы.

Монитор - основное устройство для вывода информации.

Клавиатура является не только устройством ввода информации, но и устройством управления. Традиционные классы клавиш:

- алфавитный и цифровой  блок;

- клавиши служебного характера, управляющие вводом данных;

- клавиши функционального назначения (от F1 до F12), позволяющие управлять активным на данный момент приложением;

- двухрежимные клавиши, которые могут выполнять функции первой группы или второй группы посредством переключения другой функциональной кнопкой.

Мышь это одно из указательных устройств ввода, обеспечивающих интерфейс пользователя с компьютером.

Виды:

- механическая мышь;

- оптическая мышь.

 Имеется и классификация  оптических мышей: проводные и инфракрасные модели.

Не стоит забывать про коврик. Его использование  позволяет продлить срок службы устройства за счет предотвращения попадания во внутреннюю часть мыши ворсинок и пыли. Стоит выбирать пластиковые коврики, а не матерчатые, так как срок службы гораздо.

Акустическая система для компьютера

Стандартная акустическая система для компьютера состоит  из 2х колонок, что является самым  универсальным и простым вариантом на каждый день.

Принтер – это устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера. Процесс печати называется вывод на печать, а получившийся документ — распечатка или твёрдая копия.

Принтеры имеют преобразователь  цифровой информации, хранящейся в  запоминающих устройствах компьютера, фотоаппарата и цифровой памяти, в  специальный машинный язык. Принтеры бывают струйные, лазерные, матричные  и сублимационные, а по цвету печати — многоцветные и монохромные. Иногда из лазерных принтеров выделяют в отдельный вид светодиодные принтеры.⁸

Сканер

Сканирование — это  процесс оцифровки изображений, иными словами, перевод его в  компьютерный вид. Классификация сканеров:

- ручной вид сканеров;

- планшетный вид сканеров;

- протяжной вид сканеров.

Веб-камера

Принцип работы миниатюрного устройства напоминает дверной глазок, разве что подключается оно к  сети Интернет для передачи изображения. Веб-камера может передавать видео, фотографии, а также проводить онлайн - трансляции.

Модемом (от “модулятор-демодулятор”) является устройство передачи информации от одного компьютера к другому посредством использования телефонных линий.

Карты памяти и флэш-накоптели

Главным преимуществом  мини-накопителей - низкая цена, небольшой вес, высокая надежность и стандартность. Их можно прочесть на любых ПК, имеющих обычный USB-порт, и скачать данные со скоростью от 10 Мб/сек, ограничивающейся только характеристиками самой флэш - карты.

Видеоподсистема - комплекс средств, предназначенный для формирования изображения на экране видеотерминала [15. С.275.]

Ядром видеоподсистемы  является видеомикросхема, осуществляющая синхронизацию работы оборудования. Кроме этого видеоподсистема имеет видеобуфер для хранения отображаемой информации.

Различают:

- монохромный дисплейный адаптер (MDA);

- цветной графический адаптер (CGA);

- улучшенный графический адаптер (EGA);

- многоцветный графический массив (MCGA);

- видеографический массив (VGA).

Все (кроме MDA) видеоподсистемы  могут работать в текстовом и графическом режимах. В текстовом режиме можно создавать простые картинки, используя псевдографические символы.

Память видеоподсистемы

Буфермая память видеоподсистем подключена к видеомикросхеме. Однако она доступна и со стороны центрального процессора. Всего отведено 128К адресного пространства. MDA использует 4К начиная с сегмента B000h, а CGA 16К с B800h.⁹

Рисунок 5 - Видеоподсистема

Другие подсистемы не имеют фиксированного адреса. Адрес  зависит от текущего режима. В любом  случае если аналогичный режим доступен в MDA или CGA, то адреса совпадают; иначе используется сегмент A000h.

Мультимедиа (multimedia, “многосредовость”) - это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и т. д. [14. С.276.]

К средствам мультимедиа  относятся устройства речевого ввода  и устройства речевого вывода информации; микрофоны и видеокамеры, акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами; звуковые и видеоадаптеры, платы видеозахвата снимающие изображение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в ПК; широко распространенные уже сейчас сканеры, позволяющие автоматически вводить в компьютер печатные тексты и рисунки; наконец, внешние запоминающие устройства большой емкости на оптических дисках, часто используемые для записи звуковой и видеоинформации¹⁰.

 

2 Перспективы развития ПК

 

2.1 Ближайшие перспективы развития ПК

 

Компьютеры уже достаточно давно вошли в нашу жизнь. Они  изменили мир и возможности человека.

За последние 15-20 лет  компьютеры стали основной составляющей нашего нормального существования.

Существует еще целый  ряд преимуществ того, что наша жизнь стала зависеть от компьютеров. Во-первых, это значительно упрощает организовать охрану офисов, предприятий, компаний, жилых комплексов или стоянок. Если раньше необходимо было на каждом этаже или по всему периметру расставлять охрану для того, чтобы постоянно наблюдать за происходящим, то сегодня благодаря компьютеризации, достаточно просто установить камеры наблюдения и все происходящее наблюдать на мониторе компьютера.

Прогресс не стоит  на месте, каждый день появляются все  новые и новые технологии, лет  через двадцать компьютеры теперешнего будущего будут нам казаться совсем не передовыми и современными, а чем-то привычным и обыденным.

Будущее жестких  дисков

Согласно прогнозам  специалистов, к 2016 году стоит ожидать  двукратного увеличения плотности  записи HDD. Такая точка зрения была озвучена недавно. О том, какое будущее HDD сулит подобный скачок в развитии технологий хранения информации, читайте в статье.

Еще в прошлом году подобный прогресс казался крайне сомнительным. На осенней конференции Diskcon 2011, которая каждый год проводится для специалистов в области хранения информации, было официально озвучено, что в ближайшем будущем не стоит ждать появления нововведений, которые позволили бы повысить плотность записи жестких дисков.

Именно тогда были объявлены основные события, которые ожидаются в сфере носителей информации в ближайшие годы, а именно:

- 2015 год – выход  носителей, поверхность которых  будет прогреваться лазером (HAMR) в коммерческом сегменте;

- 2020 год – выход  жестких дисков, поверхность которых будет структурирована.

Эти две технологии –  основные ожидания дух ближайших  пятилеток.

Тем не менее, сегодня  специалисты в области хранения информации уверены, что в ближайшие  несколько лет стоит ждать  удвоения плотности записи – таково будущее жестких дисков.

К середине 2013 году, а эксперты прогнозируют рост плотности записи данных до показателя 900 Гбит/дюйм кв. Если прогнозы оправдаются, а имеющаяся тенденция сохранится, к 2016 году плотность записи информации на жестких дисках достигнет уровня 1,8 Гбит/дюйм кв.

Все вышесказанное означает, что к 2016 году возможности этой технологии будут исчерпаны. После этого  стоит ожидать преобладания технологии записи HAMR над традиционной технологией  записи жестких дисков PMR, так как  возможности HAMR шире. Говоря более конкретно, лимит возможностей HAMR-записи, рассчитанный теоретически, составляет около 10 Тбит/ дюйм кв.

В первое время, когда  чаша весов на рынке только начнет склоняться в сторону Тбит/ дюйм кв., ее преимущество будет выражаться в числах преобладанием плотности записи примерно на 30%. Затем (согласно прогнозам экспертов - в 2016 году) произойдет взрыв возможного объема носителей информации – благодаря появлению на рынке общедоступной технологии HAMR.

Микропроцессор

Архитектура микропроцессоров 2015 года уже не будет характеризоваться одной лишь производительностью. Их будут отличать богатые и многообразные вычислительные и коммуникационные возможности, средства управления питанием, повышенная надежность, безопасность и управляемость, а также возможность прямого взаимодействия со всеми остальными компонентами платформы. Планы Intel предусматривают развитие ряда технологий, важнейшей из которых является многопроцессорная обработка на уровне кристалла (CMP). Корпорация Intel продолжает развивать одно из важнейших направлений в архитектуре микропроцессоров – повышение уровня параллелизма, ведущее к росту производительности. Начав с суперскалярной архитектуры первого процессора Pentium и многопроцессорной обработки, в середине 90-х годов компания продолжила развитие в этом направлении, добавив в наши процессоры такие возможности, как переупорядоченное исполнение инструкций, и, наконец, относительно недавно – технологию Hyper-Threading.

Эти усовершенствования сделали возможным следующий  важный шаг – переход от единственного монолитного ядра к множеству ядер на одном кристалле. Intel уже начала серийный выпуск платформ на базе многоядерных процессоров. Сейчас эти платформы построены на базе двухъядерных процессоров Intel, но в процессе развития количество ядер будет постоянно расти.

Уже в ближайшие годы появятся процессоры Intel, которые будут  содержать множество – до сотен  – ядер. Архитектуры с поддержкой многопроцессорной обработки на уровне кристалла станут фундаментом  будущих микропроцессоров, поскольку  позволяют достичь непревзойденной производительности и в то же время обеспечить эффективное управление питанием и охлаждением. В отличие от ориентации на большие, энергоемкие вычислительные ядра с большой теплоотдачей, кристаллы CMP корпорации Intel будут активизировать только те ядра, которые необходимы для выполнения текущей задачи, тогда как остальные ядра будут отключены. Такое мелкомодульное управление вычислительными ресурсами позволяет кристаллу потреблять ровно столько электроэнергии, сколько нужно в данный момент времени

Оперативная память

Оперативная память является одним из главных компонентов  любого стационарного и мобильного компьютера, ведь от ее характеристик  напрямую зависит производительность системы. К числу наиболее важных характеристик оперативной памяти относятся рабочая частота микросхем, задержки при доступе к данным и энергопотребление. До текущего момента требованиям пользователей полностью удовлетворяла память стандарта DDR3, которая в свое время заменила привычные модули DDR2. Тогда память DDR3 воспринималась не более как сомнительная экзотика, но с течением времени память этого стандарта превратилась в массовый продукт, востребованный в различных сегментах рынка.

Однако время не стоит  на месте и уже не за горами появление  нового стандарта оперативной памяти DDR4. Эксперты ассоциации JEDEC Solid State Technology, отвечающей за разработку новых стандартов в микроэлектронике, представили ключевые особенности оперативной памяти DDR4. Эти технологические особенности направлены, главным образом, на повышение производительности памяти и уменьшение мощности потребления. И хотя полномасштабный переход с памяти стандарта DDR3 на DDR4 ожидается ближе к 2015 году, уже в этом году на рынке появятся первые образцы модулей оперативной памяти DDR4.

Основные преимущества памяти DDR4

Память DDR3 задержалась  на рынке довольно продолжительное  время, однако вскоре в массовой продаже  появятся модули памяти нового стандарта. Итак, что же ждать потребителям от памяти DDR4? Оперативная память DDR4 представляет собой эволюционное развитие предшествующих поколений памяти. Прежде всего, будут внесены изменения в привычную структуру всей подсистемы памяти. В свое время при переходе от стандарта DDR2 к памяти DDR3был сделан революционный шаг, заключавшийся в том, что топология подключения шины памяти «звездочкой» заменили на многоточечную топологию командной, адресной и управляющей шин.