Структура компьютера и основные направления развития

       Устройства  речевого ввода-вывода относятся к средствам мультимедиа. Устройства речевого ввода - это различные микрофонные акустические системы, "звуковые мыши", например, со сложным программным обеспечением, позволяющим распознавать произносимые человеком буквы и слова, идентифицировать их и закодировать.

       Устройства  речевого вывода - это различные  синтезаторы звука, выполняющие  преобразования цифровых кодов в  буквы и слова, воспроизводимые  через динамики или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру.

К устройствам  ввода информации относятся:

• клавиатура - устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации в ПК;
• графические планшеты (диджитайзеры) - для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняются считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;
• сканеры - для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей; в устройстве кодирования сканера в текстовом режиме считанные символы после сравнения с эталонными контурами специальными программами преобразуются в коды ASCII, а в графическом режиме считанные графики и чертежи преобразуются в последовательности двухмерных координат;
• манипуляторы (устройства указания): джойстик - рычаг, мышь, трекбол-шар в оправе, световое перо и др. - для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК;
• сенсорные экраны - для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК.

К устройствам  вывода информации относятся:

• принтеры - печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель;
• графопостроители (плоттеры) - для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель; плоттеры бывают векторные с вычерчиванием изображения с помощью пера и растровые: термографические, электростатические, струйные и лазерные. По конструкции плоттеры подразделяются на планшетные и барабанные. Основные характеристики всех плоттеров примерно одинаковые: скорость вычерчивания-100-1000 мм/с, у лучших моделей возможны цветное изображение и передача полутонов; наибольшая разрешающая способность и четкость изображения у лазерных плоттеров, но они самые дорогие.
• устройства связи и телекоммуникации для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т.п.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы, "стыки", мультиплексоры передачи данных, модемы).

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.Тенденции  развития вычислительных  систем 

             Информатика и её практические  результаты становятся важнейшим  двигателем научно-технического  прогресса и развития человеческого  общества. Её технической базой  являются средства обработки  и передачи информации. Скорость  их развития поразительна, в истории  человечества этому бурно развивающемуся  процессу нет аналога. Можно  утверждать, что история вычислительной  техники уникальна, прежде всего,  фантастическими темпами развития  аппаратных и программных средств.  В последнее время идет активный  рост слияния компьютера, средств  связи и бытовых приборов в  единый набор. Будут создаваться  новые системы, размещенные на  одной интегральной схеме и  включающие кроме самого процессора  и его окружения, еще и программное  обеспечение.

         Главной тенденцией развития  вычислительной техники в настоящее  время является дальнейшее расширение  сфер применения ЭВМ и, как  следствие, переход от отдельных  машин к их системам – вычислительным  системам и комплексам разнообразных  конфигураций с широким диапазоном  функциональных возможностей и  характеристик. 

       Наиболее  перспективные, создаваемые на основе персональных ЭВМ, территориально распределенные многомашинные вычислительные системы  – вычислительные сети – ориентируются  не столько на вычислительную обработку  информации, сколько на коммуникационные информационные услуги: электронную  почту, системы телеконференций  и информационно-справочные системы.

       Специалисты считают, что в первой четверти XXI в. в цивилизованных странах произойдет смена основной информационной среды. Удельные объемы информации, получаемой обществом по традиционным информационным каналам (радио, телевидение, печать) станут катастрофически малы по сравнению с объемами получаемой информации посредством компьютерных сетей.

       Прогнозируется  дальнейший рост массового производства и распространения персональных ЭВМ, встраиваемых микропроцессоров, создания глобальных и региональных сетей  обмена информацией. Примером здесь  является развитие сети Internet.

       Уже сегодня пользователям глобальной сети Internet стала доступной практически любая находящаяся в хранилищах знаний этой сети не конфиденциальная информация.

       Электронная почта Internet позволяет получить почтовое отправление из любой точки Земного шара (где есть терминалы этой сети) через 5 с, а не через неделю или месяц, как это имеет место при использовании обычной почты.

       В Массачусетском университете (США) создана  электронная книга, куда можно записывать любую информацию из сети; читать эту  книгу можно, отключившись от сети, автономно, в любом месте. Сама книга  в твердом переплете, содержит тонкие жидкокристаллические индикаторы –  страницы с бумагообразной синтетической  поверхностью и высоким качеством "печати".

       При разработке и создании собственно ЭВМ  существенный и устойчивый приоритет  в последние годы имеют сверхмощные  компьютеры – суперЭВМ и миниатюрные, и сверхминиатюрные ПК. Ведутся, как  уже указывалось, поисковые работы по созданию ЭВМ 6-го поколения, базирующихся на распределенной нейронной архитектуре, – нейрокомпьютеров. В частности, в нейрокомпьютерах могут использоваться уже имеющиеся специализированные сетевые МП – транспьютеры.

       Транспьютер – микропроцессор сети со встроенными  средствами связи. Например, транспьютер IMS T 800 при тактовой частоте 30 МГц  имеет быстродействие 15 млн. оп/с (операций в сек.), а транспьютер Intel WARP при тактовой частоте 20 МГц – 20 млн. оп/с (оба транспьютера 32-разрядные).

       Ближайшие прогнозы по созданию отдельных устройств  ЭВМ:

    1. Микропроцессоры с быстродействием 1000 MIPS (MIPS - скорость операций в единицу времени) и встроенной памятью 16 Мбайт.

    2. Встроенные сетевые и видеоинтерфейсы;

    3. Плоские (толщиной 3-5 мм) крупноформатные дисплеи с разрешающей способностью 1000x800 пикселей и более;

    4. Портативные, размером со спичечный коробок, магнитные диски емкостью более 100 Гбайт. Терабайтные дисковые массивы на их основе сделают практически ненужным стирание старой информации.

       Повсеместное  использование мультиканальных  широкополосных радио-, волоконно-оптических, а в пределах прямой видимости  и инфракрасных каналов обмена информацией  между компьютерами обеспечит практически  неограниченную пропускную способность (трансфер до сотен миллионов байт в секунду).

       Широкое внедрение средств мультимедиа, в первую очередь аудио- и видеосредств ввода и вывода информации, позволит общаться с компьютером на естественном языке. Мультимедиа нельзя трактовать узко, только как мультимедиа на ПК. Можно говорить о бытовом (домашнем) мультимедиа, включающем в себя и ПК, и целую группу потребительских устройств, доводящих потоки информации до потребителя и активно забирающих информацию у него.

     Этому уже сейчас способствуют:

       1. Зарождающиеся технологии медиа-серверов, способных собирать и хранить огромнейшие объемы информации и выдавать ее в реальном времени по множеству одновременно приходящих запросов;

       2. Системы сверхскоростных широкополосных  информационных магистралей, связывающие  воедино все потребительские  системы. 

       Названные ожидаемые технологии и характеристики устройств ЭВМ совместно с  их общей миниатюризацией могут  сделать всевозможные вычислительные средства и системы вездесущими, привычными, обыденными, естественно  насыщающими нашу повседневную жизнь.

       Специалисты предсказывают в ближайшие годы возможность создания компьютерной модели реального мира, такой виртуальной (кажущейся, воображаемой) системы, в  которой мы можем активно жить и манипулировать виртуальными предметами. Простейший прообраз такого кажущегося мира уже сейчас существует в сложных  компьютерных играх. Но в будущем  можно говорить не об играх, а о  виртуальной реальности в нашей  повседневной жизни, когда нас в  комнате, например, будут окружать сотни  активных компьютерных устройств, автоматически  включающихся и выключающихся по мере надобности, активно отслеживающих  наше местоположение, постоянно снабжающих нас ситуационно необходимой  информацией, активно воспринимающих нашу информацию и управляющих многими  бытовыми приборами и устройствами.

       Информационная  революция затронет все стороны  жизнедеятельности, появятся системы, создающие виртуальную реальность:

       1. Компьютерные системы – при  работе на ЭВМ с "дружественным  интерфейсом" абоненты по видеоканалу  будут видеть виртуального собеседника,  активно общаться с ним на  естественном речевом уровне  с аудио- и видеоразъяснениями, советами, подсказками. "Компьютерное одиночество", так вредно влияющее на психику активных пользователей ЭВМ, исчезнет.

       2. Системы автоматизированного обучения  – при наличии обратной видеосвязи  абонент будет общаться с персональным  виртуальным учителем, учитывающим  психологию, подготовленность, восприимчивость  ученика. 

       3. Торговля – любой товар будет  сопровождаться не магнитным  кодом, нанесенным на торговый  ярлык, а активной компьютерной  табличкой, дистанционно общающейся  с потенциальным покупателем  и сообщающей всю необходимую  ему информацию – что, где,  когда, как, сколько и почем. 

     Техническое обеспечение, необходимое для создания таких виртуальных систем:

       1. Дешевые, простые, портативные  компьютеры со средствами мультимедиа; 

       2. Программное обеспечение для  "вездесущих" приложений.

       3. Миниатюрные приемопередающие радиоустройства  (трансиверы) для связи компьютеров  друг с другом и с сетью. 4. Распределенные широкополосные  каналы связи и сети.

       Многие  предпосылки для создания указанных  компонентов, да и простейшие их прообразы  уже существуют.

       Но  есть и проблемы. Важнейшая из них  – обеспечение прав интеллектуальной собственности и конфиденциальности информации, чтобы личная жизнь каждого  из нас не стала всеобщим достоянием.

       Характерной чертой компьютеров пятого поколения  обязано быть внедрение искусственного интеллекта и естественных языков общения. Предполагается, что вычислительные машины пятого поколения будут просто управляемы. Пользователь сумеет голосом подавать машине команды.

       Предполагается, что XXI век будет веком наибольшего  использования достижений информатики  в экономике, политике, науке, образовании, медицине, быту, военном деле.

       Главной тенденцией развития вычислительной техники  в настоящее время является дальнейшее расширение сфер внедрения ЭВМ и, как следствие, переход от отдельных  машин к их системам - вычислительным системам и комплексам разнообразных  конфигураций с широким спектром функциональных возможностей и черт.

       Примерная характеристика компьютеров шестого  поколения:

• Характеристики  VI поколение
• Элементная база 
• Оптоэлектроника, криоэлектроника 
• Размер (габариты) карманные и меньше
• Максимальное быстродействие процессора  неограниченно
• Максимальный объем ОЗУ ? 
• Периферийные   Ввод с голоса, голосовое общение, машинное «зрение» и «осязание» и пр. Программное обеспечение  Интеллектуальные программные   системы 
• Области применения: В творческой деятельности человека, искусственный интеллект