tietokoneiden luokat: tyypit ja komponentit

tietokoneet ovat olleet osa yhteiskuntaamme tavalla tai toisella ENIAC: n aktivoitumisesta lähtien 1940-luvun puolivälissä.

nykyään tietokoneet ovat kehittyneet paljon tuon alkuperäisen mallin ja jopa henkilökohtaisten kannettavien tietokoneiden ja toimistokoneiden tuolle puolen. Jotkut jopa mahtuvat taskuihimme hämmästyttävällä prosessointiteholla. Tietokoneet suorittavat avaintehtäviä useimmille liiketoimintasektoreille.

tässä ovat tärkeimmät tietokoneluokat ja niiden sisällä olevat tyypit.

supertietokoneet

supertietokoneen määritelmä on muuttunut vuosikymmenten aikana. Vuonna 1951 UNIVAC pystyi käsittelemään vain muutamia tuhansia laskelmia eli ohjeita yhdessä sekunnissa. Vuoteen 1975 mennessä Cray 1-supertietokone suoritti 160 miljoonaa ohjetta sekunnissa (MIPS) suurista tietomääristä.

2000-luvulla supertietokoneilla on samanlainen asetelma kuin esi-isillään. Ne vievät suuren määrän datakeskuksen lattiatilaa. Suurin ero on muutaman suorittimen sijaan, ne suorittavat useita instansseja jokaiselle laitteelle. Yhdessä ne laskevat miljardeja miljardeja (kvadriljoonia) ohjeita nanosekuntia kohti. Tätä kutsutaan eksascale supercomputing, jossa mittaukset muuttuvat MIPS liukulukutoiminnot (flops).

tämäntyyppiset laitteet eivät suorita yksinkertaisia internet-hakuja. Sen sijaan supertietokoneet toteuttavat Big Datan kokoamista liike-elämän ja tieteen aloilla. Niitä voidaan käyttää esimerkiksi molekyylirakenteiden mallintamiseen. Tai valtion organisaatiot, kuten National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), voisivat käyttää niitä ennustaakseen mahdollisia vaikeita sääilmiöitä.

supertietokoneita on kahdenlaisia: yleiskäyttöisiä ja erikoiskäyttöisiä.

Yleiskäyttö

tämä supertietokoneen muoto voidaan jakaa kolmeen alatyyppiin.

Vektorinkäsittelyn supertietokoneet tukeutuvat matriisiprosessoreihin. Nämä muistuttavat tavallisen tietokoneen keskusyksikköä (CPU). Ne suorittavat kuitenkin nopeita matemaattisia operaatioita suurelle määrälle tietoalkioita. Nämä olivat supertietokoneteollisuuden perusta 1980-ja 90-luvuilla, ja nykyisissä laitteissa on vielä jonkinlainen vektorinkäsittelyohje.

klustereilla tarkoitetaan liitettyjen tietokoneiden ryhmiä, jotka toimivat yhdessä supertietokoneena. Esimerkkinä voidaan mainita ryhmä, joka pyörittää suuritehoisia tietokantaohjelmia, jotka auttavat tuottamaan tuloksia Big Datan kokoamisesta.

Tavaraklusterit ovat suuria määriä vakiomuotoisia mikrotietokoneita. Ne ovat yhteydessä suuren kaistanleveyden ja alhaisen latenssin lähiverkkojen (LANs) kautta.

Special purpose

Special purpose-tietokoneet ovat supertietokoneita, jotka on suunniteltu nimenomaiseen tarkoitukseen tietyn tehtävän tai tavoitteen saavuttamiseksi. Ne käyttävät yleensä sovelluskohtaisia integroituja piirejä (ASICs) paremman suorituskyvyn saavuttamiseksi. IBM: n Deep Blue on esimerkki tällaisesta laitteesta.

Suurtietokoneet

Suurtietokoneet ovat nostokoneita, joissa on paljon prosessointitehoa. Organisaatiot, jotka tarvitsevat suuria määriä tietoa, käyttävät niitä edelleen. Pääkehykset eivät kuitenkaan ole supertietokoneita. Tässä on muutamia eroja.

• ne palvelevat suurta käyttäjämäärää.
• niitä käytetään tallennustilana useiden tietokannan argumenttien keräämiseen, kokoamiseen ja julkaisemiseen.
• Keskuskonelaskelmat kirjataan MIPS-arvoina kvadriljoonien ohjeiden sijaan.
• niiden ostaminen ja ylläpito maksaa vähemmän.
• ne voivat ajaa useita käyttöjärjestelmiä samanaikaisesti.

vaikka niitä pidettiin tuolloin supertietokoneina, alkuperäisiä järjestelmiä, kuten ENIAC ja UNIVAC, pidettiin nykyään pääkehyksinä.

keskialuetta käyttävät tietokoneet

keskialuetta on suurtietokoneen porras. Noin tavallisen jääkaapin kokoinen moniprosessointilaite tukee enintään 200 käyttäjää samanaikaisesti. Nimestään huolimatta keskialueen tietokonetta ei pidetä PC: nä.

tämä koneluokka, alkuperäiseltä nimeltään minitietokone, kehitettiin 1960-luvulla edulliseksi vaihtoehdoksi pääkehyksille. Sillä oli kuitenkin suurempi käsittelyteho. Pääsyy on se, että keskialuetietokoneet pystyvät toimimaan korkeamman tason ohjelmointikielillä. Esimerkiksi 70-ja 80-luvuilla he käsittelivät tietoja Fortranin tai Basicin kautta.

keskialueen tietokoneet ovat vielä olemassa, mutta ne ovat lähes vanhentuneita. Heidän hallussaan oleva prosessointiteho löytyy nyt pöytäkoneista, kannettavista tietokoneista ja jopa älylaitteista.

mikrotietokoneet

mikrotietokone on pienempi kone, joka toimii mikroprosessorilla. Tämä luokka maksaa paljon vähemmän kuin suuret tietokoneet, joilla on valtava teho. Tällaisia “minitietokoneita” käytetään säännölliseen ja käytännön käyttöön.

mikrotietokoneen aikakausi alkoi vuonna 1970, kun mikroprosessori julkaistiin. Piirilevyjen tai tyhjiöputkien sarjan sijasta perustettiin yksi keskusyksikkö. Koska tietokoneen kokoa voitiin pienentää huomattavasti, MITS – yhtiö pystyi julkaisemaan ensimmäisen henkilökohtaisen mikrotietokoneen, ALTAIR 8800: n, vuonna 1974.

vaikka termi “mikrotietokone” on korvattu termeillä kuten PC ja älylaite, tällainen kone on edelleen käytössä. Itse asiassa, se on luultavasti käytetty enemmän 21. vuosisadalla kuin koskaan käyttöönoton jälkeen digitaalisen laskennan. Mikrotietokoneita on seitsemää tyyppiä.

pöytätietokoneita

kutsutaan myös henkilökohtaisiksi tietokoneiksi (PC), pöytätietokoneita käytetään yleisesti satunnaisiin ja kaupallisiin tarkoituksiin. Se on suunniteltu staattiseksi – pysymään kiinteässä paikassa, kuten työpöydällä.

pöytätietokoneet ovat yleensä suuria, mutta eivät niin suuria kuin ne alun perin olivat. Niiden kotelot ovat pienentyneet emolevyjen ja niiden komponenttien koon pienentyessä. Pienennyksestä huolimatta ne ovat yleensä mikrotietokoneista tehokkaimpia.

yksi pöytätietokoneiden etu on kyky päivittää. Tämä ei liity vain käyttöjärjestelmään (OS). Levyasemat, random access-muisti (RAM) ja video/audio-kortit voidaan vaihtaa suorituskyvyn parantamiseksi.

työasema

työasema on huippuluokan mikrotietokone, joka jakaa dataa työpohjaisessa verkossa palvelimen tavoin. Sen tehtävänä on käsitellä muiden työpöytien ja palvelimien toimintaa paikallisessa ympäristössään. He suorittavat korkean tason tehtäviä ja jakavat tärkeitä tietoja muille tietokoneille.

työaseman tavoitteena on olla riittävän tehokas maksimoimaan tehokkuus koko lähiverkossa. Siinä missä henkilökohtaiset tietokoneet pyrkivät monipuolisuuteen, työasemat etsivät tarkkuutta. Se on yksi syy, miksi yrityksen järjestelmänhallintatiimi tukee näitä laitteita.

palvelin

jos pöytätietokone on suunniteltu yksittäisen henkilön käyttöön, palvelinta käyttävät epäsuorasti monet ihmiset verkossa. Lisäksi muut laitteet saattavat turvautua palvelimeen tehtävien hoitamisessa.

yleensä palvelimet ympäri maailmaa tarjoavat sitä, mitä on saatavilla Internetissä. Viime aikoina monet niistä ovat olleet pilvessä salliakseen pääsyn mistä tahansa, minkä vuoksi näillä palvelimilla täytyy olla paljon tallennustilaa, RAM-muistia, prosessointitehoa ja tietoturvaa. Lisäksi heidän täytyy varmuuskopioida tietonsa varmuuskopiopalvelimelle, toiseen mediaan tai molempiin.

vaikka tehokas pöytätietokone voidaan julistaa palvelimeksi, se tarvitsee lisäkapasiteettia paitsi suurten tietomäärien ylläpitoon myös 24 tuntia vuorokaudessa. Toisin sanoen mikrotietokone, josta tulee palvelin, on omistettava tarkoitukseen.

kannettavat tietokoneet

kannettavat tietokoneet ovat pieniä ja paikasta toiseen vietäviä. Nykyään monissa mobiililaitteissa on sama teho, ellei enemmänkin, kuin pöytätietokoneessa. Lisäksi, koska ne on tarkoitettu käytettäväksi eri paikoissa, ne ovat monipuolisempia.

mobiililaskennan aaltoja on ollut vuosien varrella. Jokainen heistä on nähnyt edistysaskeleita, jotka tekivät laitteista pienempiä. Silti heillä oli edelleen samat suorituskykykyvyt.

1. siirrettävyys: tämä käsite alkoi Dynabookin käyttöönotosta vuonna 1968. Vaikka sitä pidettiin alun perin lapsille, Kehittäjät tajusivat kannettava tietokone voitaisiin käyttää arjen tarpeisiin. Ensimmäinen virallinen kannettava tietokone, GRiD Compass, ilmestyi vuonna 1981 ja oli puolen salkun kokoinen.

1. pienentäminen: 1990-luvulle tultaessa tietokonelaitteiston koko oli saavuttanut vaiheen, jossa markkinoille voitiin tuoda pieniä mobiilitietokoneita. Näin syntyi käsite personal digital assistant (PDA). Kämmentietokonetta ei pidetty pöytäkoneen korvikkeena. Pikemminkin se oli täydentää niille, jotka viettivät pitkiä aikoja pois niiden kpl.

1. yhteydet: tämä aalto on kytketty langattomaan viestintään. Vuonna 1973 Motorolan tiimi patentoi matkapuhelinkonseptin. Vuosikymmen myöhemmin se valmisti DynaTAC 8000X: n, joka oli ensimmäinen kaupallinen matkapuhelin, joka oli tarpeeksi pieni kantamaan. Tekniikan parantuessa liitettävyyden laajentamiseksi otettiin käyttöön muun muassa lyhytviestipalvelu (SMS), kalenterit ja internet-selailu.

1. konvergenssi: seuraava aalto tapahtui, kun valmistajat päättivät yhdistää erikoistuneet mobiililaitteet hybrideiksi. Ensimmäinen vaihe oli älypuhelin. Tämä yhdisti kämmenmikron toiminnallisuuden matkapuhelimen toimintaan. Tämä loi suuren sarjan innovaatioita, jotka sisälsivät mini-QWERTY-näppäimistöt ja kosketusnäytöt.

1. ero: samaan aikaan, muut valmistajat ehdottivat “information appliance” lähestymistapa. Tässä mobiilitietokone suunniteltiin suorittamaan tiettyä toimintaa. Tällöin markkinoille tulivat muun muassa iPod ja Sony PlayStation Portable (PSP).

näiden aaltojen aikana syntyneet käsitteet ovat vielä nykyäänkin aktiivisia. Ne, jotka eivät ole, kuten kämmentietokoneet, on sisällytetty muihin laitteisiin. Alla on luettelo nykyajan mobiilitietokoneista.

kannettavat tietokoneet

Kannettavat on suunniteltu käytettäväksi eri paikoissa. Komponentit sisältyvät yhteen paneeliin, jossa on näppäimistön, hiiren ja virtakytkimen toiminnot. Kiinnitetty näyttö taittuu yli, joten kannettava tietokone on helppo kuljettaa.

niiden koon ja painon pienentyessä vuosien saatossa kannettavien tietokoneiden suosio on kasvanut. Telakointiasemalle kiinnitettyinä niillä on samat kyvyt kuin työpöydällä. Asemalle voidaan esimerkiksi liittää useita näyttöjä isommalle näytölle.

Netbook

netbook on pienempi versio kannettavasta tietokoneesta. Se on tarkoituksella suunniteltu kevyemmäksi ja halvemmaksi. Esimerkiksi, se voi olla näyttö, joka on kuusi tai seitsemän tuumaa leveä, verrattuna 11 tuuman 13 tuuman näyttö tavallisen kannettavan.

kaikki verkkokirjassa on pienoiskoossa. Pienjännitteiset, pienitehoiset suorittimet on asennettu kokorajoitusten vuoksi. Keveytensä säilyttämiseksi netbookissa on pienemmät kiintolevyt.

vaikka netbook-markkinat olivat suosittuja 2000-luvun lopulla ja 2010-luvun alussa, ne ovat rapautuneet älytablettien tilalle.

tabletti

tabletti, jota kutsutaan myös älytabletiksi, on litteä mobiilitietokone. Sen sijaan, että siinä olisi näppäimistö ja hiiri, se käyttää kosketusnäytön toimintoja navigointiin. Tabletit ovat yleensä monipuolisempia, koska niillä on laaja valikoima kolmannen osapuolen sovelluksia.

on olemassa useita tablettityyppejä. Erikoistuneita malleja, kuten Amazon Kindle käytetään ensisijaisesti kohteita, kuten lukeminen kirjoja. Niiden avulla käyttäjät voivat kuitenkin myös katsella videoita ja pelata pelejä.

Hybriditabletit ovat Microsoft Surfacen tapaan tyyliltään samantyyppisiä kuin tämä mobiilitietokone. Niissä on kuitenkin pöytäkonetyylinen käyttöjärjestelmä ja näppäimistön laajennukset, jotka toimivat mikrotietokoneen tavoin.

käsikonsoli

ennen älylaitteiden suosiota käsikonsolit hallitsivat markkinoita. Näistä suosituimpia olivat Nintendon Game Boy & DS ja Sony PSP. Tällä hetkellä Nintendo Switch on markkinajohtaja, kun muut kuluttajat kääntyvät älypuhelimiinsa ja tabletteihinsa pelaamaan pelejä.

älypuhelimet

ihmiset käyttävät älypuhelimia enemmän kuin tietokoneitaan tai kannettavia tietokoneita. Vaikka älypuhelimissa ei välttämättä ole samaa tallennuskapasiteettia, internetpilven kasvava käyttö auttaa niitä tekemään samoja asioita kuin isommissa malleissa. Nopean teknologisen kehityksen vuoksi ääni -, video-ja kuvanlaatu ovat yleensä paljon parempia.

kaiken kaikkiaan älypuhelimet ovat kehittyneet niin pitkälle, ettei niiden pitäisi enää kuulua mobiilitietokoneiden luokkaan. He ansaitsevat omansa.

Mikrokontrollerit

mikrokontrollerit, joita kutsutaan myös sulautetuiksi järjestelmiksi, ovat minitietokoneita, jotka tallentavat tietoja. Lisäksi he suorittavat yksinkertaisia komentoja ja tehtäviä. Nämä sijaitsevat paikoissa, jotka muodostavat maailman nimeltä “esineiden internet” (IoT).

IoT käsittää ne tietotekniset laitteet, jotka toimivat muista järjestelmistä käsin. Ajoneuvosi tietokone on esimerkki tästä. Sen lisäksi, että se ylläpitää autosi säännöllistä toimintaa, se myös lähettää tietoja valmistajalle tai ongelmatilanteissa kolmannelle osapuolelle, joka hälyttää hätäkeskukseen.

Mikrokontrollerit kuuluvat myös laitteisiin, kuten älyjääkaappeihin ja valmistuskoneisiin. Jos se pääsee nettiin sovelluksen tai langattoman yhteyden kautta, mikrokontrolleri on osa IoT: tä.

tämä tietokoneluokkien tarkastelu paljastaa, kuinka pitkälle tekniikka on tullut. Alunperin valtavia laitteita, jotka veivät kokonaisia huoneita, laitteet mahtuvat nyt housujen taskuun. Tämän lisäksi monissa nykyisissä laitteissa, erityisesti supertietokoneissa, on enemmän prosessointitehoa kuin varhaisimmissa malleissa.

nyt kun sinulla on käsitys käytettävissä olevista tietokonetyypeistä, käydään läpi tietokoneen käytön perusteet.