- Автоматизированный робот-штукатур, его характеристика – самстрой – строительство, дизайн, архитектура.
- Аналоговые компьютеры
- Дроны для доставки: будущее бизнеса доставки дронами
- Квадрокоптеры и дроны | база знаний
- Микропроцессорные компьютеры
- Первое универсальное вычислительное устройство
- Серия
- Сравнение персональных компьютеров
- Электромеханические компьютеры
- Электронный программируемый компьютер
Автоматизированный робот-штукатур, его характеристика – самстрой – строительство, дизайн, архитектура.
Робот-штукатур по своему внешнему виду едва ли похож на Man’а, т.е. на человека. Скорее его можно назвать Iron Головастиком. Однако этот железный трудяга, способный много и качественно работать и никогда не делающий перекуров, вполне заслуживает уважения и того имени, которое мы ему дали в заголовке. В сегодняшней статье мы расскажем вам о предназначении робота-штукатура, его основных характеристиках и, конечно, не преминем уточнить его цену. Итак, поехали. 
Штукатурный Iron Man: предназначение и принцип действия
Робот-штукатур создан для того, чтобы ускорить процесс выравнивания стен, производимый путем нанесения на них цементного раствора. Использование агрегата позволяет в разы увеличивать производительность труда строителей.
Принцип действия машины достаточно прост. Готовый загруженный в нее раствор она наносит на поверхность стены, постепенно разравнивая его с помощью специального приспособления, установленного на ее подвижной части. Разравнивающих приспособлений может быть несколько, если размер агрегата достаточно велик.
Лишь некоторые роботы оснащены механизмом подачи раствора. Чаще всего такой механизм отсутствует, поэтому засыпка раствора производится вручную.
Если вас заинтересовал робот-штукатур и вы решили его купить, помните, что раствор для агрегата должен быть достаточно густым, но без излишней сухости. Его консистенция должна быть близка к сметанной. Именно такой раствор и будет укладываться на стену идеально ровно.
Робот-штукатур нуждается всего лишь в двух напарниках. Правда, в процессе работы он бы обошелся всего лишь одним, но для его корректной установки необходимо все-таки два человека.
Как работает железный трудяга
Чтобы трудолюбивый робот-штукатур принялся за работу, необходимо предварительно выполнить следующие операции:
-установить вертикальные направляющие, по которым перемещается подвижный узел;
-надежно закрепить эти направляющие;
-закрепить головку специальным, предусмотренным для этого рычагом, находящимся снизу;
-загрузить готовый раствор в емкость;
-кнопкой запустить машину.
После этого вмешательств человека в неподверженную усталости работу робота не требуется. Чтобы слой штукатурки всегда имел одну толщину, необходимо, чтобы робот-штукатур постоянно находился на неизменном расстоянии от обрабатываемой им стены. Это постоянство обеспечивается с помощью планки, горизонтальной устанавливаемой в процессе закрепления между направляющими агрегата и обрабатываемой стеной. Завершив установку, эту планку-эталон убирают, чтобы она не мешала процессу работы.
После того, как «железный штукатур» завершит нанесение штукатурки полосой от поверхности пола до плоскости потолка, его передвигают дальше.
Весь описанный выше процесс вы сможете пронаблюдать на прилагаемом ниже видео.
Чем хорош робот-штукатур и есть ли у него изъяны
Как и у любого агрегата, целый букет достоинств «железного штукатура» сочетается с определенными недостатками.
Начать, естественно, хочется с хорошего:
-робот-штукатур способен работать с традиционными цементно-песчаными растворами, чего не скажешь о большинстве других штукатурных станций;
-стоимость работ, производимых агрегатом, достаточно невысока, благодаря малочисленности обслуживающего персонала и быстроте нанесения штукатурки; -машина обеспечивает практически полное отсутствие неровностей при нанесении смеси;
-при условии масштабности выполняемых работ агрегат отличается очень быстрой окупаемостью. 
Как не грустно, капелька дегтя в личности механического штукатура все-таки присутствует, и состоит она в следующем:
-отсутствие ровных крепежных поверхностей не позволяет использовать агрегат при отделке лестничных маршей, фасадов и им подобных объектов;
-трудяга-робот не может справиться с отделкой стен, имеющих высоту более 5 м, поскольку при превышении этого предела направляющие начинают деформироваться;
-существенный вес агрегата затрудняет как его транспортировку, так и перемещение в пределах отделываемого помещения;
-как и у любого механизма, его нормальная работа обусловлена тщательностью и постоянством ухода и технического обслуживания.
Производительность машины и ее стоимость
По своей производительности робот значительно превосходит человека. Известно, например, что при условии хорошей подготовки специалист за 8-часовую смену способен оштукатурить около 50 м2 стен. Робот же, если бы он работал без перерывов, за тот же промежуток времени смог бы обработать целых 750 м2. Однако некоторое время отнимает подготовка машины и ее перемещение, поэтому среднесменную производительность принимают равной 350 м2. Что же касается стоимости агрегата, то она высока. При указанной чуть выше производительности агрегат способен окупить себя по истечении двух недель использования.
Есть ли смысл обзаводиться механическим напарником?
Смысл приобретать робота-штукатура отсутствует, если вам всего лишь необходимо оштукатурить стены своей квартиры или своего дома. Агрегат в этом случае лучше взять в аренду.
Если же вы являетесь профессиональным штукатуром и постоянно занимаетесь этой работой, если вы работаете в составе ремонтно-строительной бригады, то в пользе такого напарника сомневаться совершенно не приходится.
Аналоговые компьютеры
Третья машина для предсказания приливов, созданная
сэром Уильямом Томсоном , 1879–1881 гг.
В первой половине 20-го века многие считали аналоговые компьютеры будущим вычислительной техники. Эти устройства использовали постоянно изменяющиеся аспекты физических явлений, такие как электрические , механические или гидравлические величины, для моделирования решаемой проблемы, в отличие от цифровых компьютеров, которые символически представляли переменные величины по мере изменения их числовых значений.
Первым современным аналоговым компьютером была машина для прогнозирования приливов , изобретенная сэром Уильямом Томсоном , позже лордом Кельвином, в 1872 году. В ней использовалась система шкивов и тросов для автоматического расчета прогнозируемых уровней приливов на заданный период в определенном месте и была отличная полезность для навигации на мелководье. Его устройство стало основой для дальнейшего развития аналоговых вычислений.
Дифференциальный анализатор , механический аналоговый компьютер , предназначенный для решения дифференциальных уравнений путем интегрирования с использованием механизмов колесно-дисков, была задумана в 1876 году Джеймсом Томсоном , брат более известного лорда Кельвина.
Он исследовал возможную конструкцию таких вычислителей, но был заблокирован ограниченным крутящим моментом на выходе шаровых интеграторов . В дифференциальном анализаторе выход одного интегратора управлял входом следующего интегратора или выводом графика.
A Mk. Я дрейфующий взгляд. Рычаг прямо перед кончиками пальцев бомбардировщика устанавливает высоту, колеса возле его суставов устанавливают ветер и скорость полета.
Важное достижение в аналоговой вычислительной технике была разработкой первых систем управления огнем для дальнего корабля gunlaying . Когда в конце 19 века дальность стрельбы резко увеличилась, расчет точной точки прицеливания с учетом времени полета снарядов перестал быть простым делом.
Различные наблюдатели на борту корабля передавали измерения расстояния и наблюдения на центральную станцию построения графиков. Там команды направления огня вводили местоположение, скорость и направление корабля и его цель, а также различные корректировки для эффекта Кориолиса , погодных эффектов в воздухе и других корректировок; компьютер затем выдавал решение для стрельбы, которое подавалось в турели для наведения.
В 1912 году британский инженер Артур Поллен разработал первый механический аналоговый компьютер с электрическим приводом (в то время называемый часами Арго). Он использовался Императорским флотом России во время Первой мировой войны .
Механические устройства также использовались для повышения точности воздушных бомбардировок . Drift Sight был первым подобным средством помощи, разработанным Гарри Вимперисом в 1916 году для Королевской военно-морской авиации ; он измерил скорость ветра в воздухе и использовал это измерение для расчета влияния ветра на траекторию полета бомб.
Позже система была улучшена с помощью прицела для установки курса , а кульминацией стала разработка бомбовых прицелов времен Второй мировой войны, бомбовых прицелов Mark XIV ( командование бомбардировщиков Королевских ВВС ) и Norden ( ВВС США ).
Искусство механических аналоговых вычислений достигло своего апогея с дифференциальным анализатором , созданным Х.Л. Хазеном и Ванневаром Бушем в Массачусетском технологическом институте, начиная с 1927 года, который построен на механических интеграторах Джеймса Томсона и усилителях крутящего момента, изобретенных Х.В. Ниманом.
Полностью электронный аналоговый компьютер был построен Хельмутом Хельцером в 1942 году в Исследовательском центре армии Пенемюнде .
К 1950-м годам успех цифровых электронных компьютеров положил конец большинству аналоговых вычислительных машин, но гибридные аналоговые компьютеры , управляемые цифровой электроникой, продолжали активно использоваться в 1950-е и 1960-е годы, а затем и в некоторых специализированных приложениях.
Дроны для доставки: будущее бизнеса доставки дронами
Квадрокоптеры и дроны | база знаний
Классификация:
Тип двигателя – Коптеры, стоимостью до 100-150$, оснащаются дешевыми коллекторными моторами. К сожалению, надежность таких двигателей не слишком высока, зато они недорого стоят и их можно заменить.
Мощность коллекторных двигателей не позволяет развить дрону высокую скорость. Подъемной силы не хватает для того, чтобы поднять в воздух дополнительный груз без ущерба летным характеристикам. Моделей с коллекторными движками очень много. Подбирая первый летательный аппарат, новоиспеченный пилот зачастую даже не догадывается о том, какой тип двигателя используется.
Все более-менее серьезные аппараты оснащаются движками бесколлекторного типа. Они гораздо надежнее и мощнее, по сравнению с коллекторными двигателями. Профессиональные модели оснащаются только бесколлекторными моторами.
Размер – В основном квадрокоптеры условно подразделяются по четырем типам, исходя из размера устройства:
1. Микро – небольшие летательные устройства, обычно 10-15 см в диаметре на которых можно летать даже в небольших помещениях и созданы они с наибольшей целью поиграть, да научиться основам управления радиоуправляемого дрона.
2. Мини – квадрокоптеры, отличаются от микро, чуть большими габаритами.
3. Средние – к данному типу относятся летательные аппараты, чьи размеры составляют от 20 до 45 см.
4. Большие – коптеры-“тяжеловесы”, подходящие, как для забав, так и для решения серьезных задач.
Тип мультикоптера – Мультикоптер — это винтокрылый летательный аппарат с несколькими роторами (винтами). В зависимости от количества роторов, их можно подразделить на квадрокоптеры (четыре винта, самая распространенная схема), гексакоптеры и октакоптеры (шесть и восемь винтов соответственно).
Летные характеристики:
Максимальная вертикальная скорость – Скорость, с которой устройство способно подниматься вверх. Эта характеристика зависит от модели и веса изделия. В среднем высота вертикального полета составляет 6 м/с.
Максимальная горизонтальная скорость – Скорость, с которой способно летать устройство горизонтально. Скорость полёта мультикоптера может быть от нуля (неподвижное висение в точке) до 100-110 км/ч.
Полет по заданной траектории – Оператор заранее составляет маршрут квадрокоптера и задает его скорость, а во время полета может сосредоточиться на съемке. Маршрут может быть записан и при необходимости воспроизведен повторно.
GPS – GPS необходим, если же вы собираетесь запустить мультикоптер на расстояние в несколько километров. GPS предоставит точные координаты устройства и позволит самостоятельно вернуться в точку взлета, а также облегчит поиски аппарата, если он совершит аварийное приземление.
Автовзлет и автопосадка – С помощью автоматического взлета и посадки квадрокоптер может автоматически возвращаться в точку старта и набирать заданную высоту без участия пользователя. Это особенно удобно, к примеру, при потере сигнала с пульта или при снижении заряда батареи.
Удержание точки высоты – Наличие режима, который позволяет удерживать квадрокоптер на высоте в определенной точке. Это особенно важно при съемке панорам в неподвижном состоянии, чтобы кадры получились четкими.
Приблизительная продолжительность полета – Продолжительность полета мультикоптеров зависит от модели, веса изделия, заряда аккумулятора. В среднем время полета составляет от 10 до 30 минут (30-50 минут у уникальных единичных экземпляров).
Дополнительные функции полета – Дополнительные функции полета квадрокоптера
Питание летательного аппарата:
Напряжение аккумулятора – Напряжение аккумулятора указывается в вольтах. Напряжение на аккумуляторе зачастую является основным параметром, по которому можно судить о состоянии и степени заряженности аккумулятора.
Емкость аккумулятора – Вместительность батареи во многом зависит от размера мультикоптера. Ведь чем больше батарея, тем тяжелее будет ему взлетать. При этом большая емкость аккумулятора увеличивает дальность и длительность полета. Как правило, аккумуляторы идут емкостью от 1500 мАч. Во многих аппаратах имеется возможность установки дополнительной батареи.
Тип аккумулятора – Современные мультикоптеры используют пять основных типов аккумуляторов: Pb (lead-acid или свинцово-кислотные); NiCd (никель-кадмиевые); NiMh (никель-металлгидридные); LiPo (литий-полимерные); LiFePO4 (литий-феррофосфатные, также известные как A123, LiFe, LiFo, литий-фосфаты). От аккумулятора зависит дальность полета. На данный момент средний показатель работы мультикоплета базовой комплектации на одном полном заряде батарей составляет 8-15 минут.
Пульт дистанционного управления:
Радиус действия – Радиус действия мультикоптеров (максимальное расстояние, на которое они способны отдаляться от пульта управления с последующим возвратом в точку взлета) зависит от заряда батареи. Запас энергии батарей позволяет отдельным моделям улетать на расстояние до 7-12 км, на практике же радиус действия обычно ограничено прямой видимостью (100-200 м при ручном управлении) либо дальностью действия аппаратуры радиоуправления и видеолинка.
Экран ПДУ – Некоторые модели оснащены специальным экраном пульта дистанционного управления. С его помощью вы будете в реальном времени получать картинку, снимаемую камерой, что позволит легко ориентироваться в пространстве.
Режим Headless Mode – Headless Mode — режим когда дрон всегда будет лететь вперед при нажатии стика от себя, неважно какой стороной он к вам повернут передней или задней.
Элементы питания ПДУ – Элементами питания ПДУ являются батарейки. Их размер и количество зависит от модели изделия.
Поддержка мобильных устройств:
Совместимые операционные системы – Операционные системы, которые способны подключиться к устройству. Они помогают управлять устройством и наделяют его дополнительными функциями.
Крепление мобильного устройства на ПДУ – В конструкции пульта предусмотрены крепления для фиксации мобильного устройства, при установке которого он превращается в полноценный командный центр, способный предоставить исчерпывающую информацию о состоянии коптера и его действиях.
Управление со смартфона – Данная функция подразумевает использование смартфона вместо пульта управления. С помощью сенсорного экрана устройства пользователь может контролировать высоту, скорость и направление полета мультикоптера.
Поддержка смартфона/планшета – В некоторых моделях имеется возможность связи со смартфоном для реализации различного функционала.
Камера:
Вид от первого лица (FPV) – Функция квадрокоптера, благодаря которой устройство передает изображение с камеры на экран пульта ДУ или экран подключенного устройства.
Наличие подвеса – Стабилизатор – это устройство, компенсирующее колебания, которые возникают из-за дрожания коптера. Стабилизатор особенно актуален в случаях, когда мультикоптер оснащен камерой, поскольку с его помощью вы сможете свести к минимуму тряску при полете и получить на выходе качественный видеоряд.
Фото и Видеосъемка:
Максимальный угол обзора – Угол обзора – важный параметр для камеры. Чем он больше, тем шире зона съемки.
Режим съемки – Максимальная частота кадров видеоролика, определяющая качество записываемого изображения. Чем выше частота обновления изображения, тем плавнее становятся движения объектов съемки. Но нельзя забывать, что при увеличении частоты кадров видеоролика, увеличивается и его объем памяти, необходимый для записи ролика.
Габариты и Вес:
Диаметр пропеллеров – Диаметр пропеллеров измеряется по винтам. В большинстве конструкций летательных аппаратов используются пропеллеры размера 10×4,5 (10×4,7) и 12×4,5 (12×4,7). Первая цифра в маркировке обозначает диаметр винта в дюймах, а вторая – шаг винта.
Материал корпуса – Материалом изготовления корпуса чаще всего является прочный пластик, способный выдержать любые удары.
Микропроцессорные компьютеры
Цифровые электронные вычислительные машины «четвертого поколения» использовали микропроцессоры как основу своей логики. Микропроцессор возник в микросхеме MOS интегральной схемы (MOS IC). MOS IC была впервые предложена Мохамедом М.
Аталлой в Bell Labs в 1960 году, а затем изготовлена Фредом Хейманом и Стивеном Хофштейном в RCA в 1962 году. Из-за быстрого масштабирования MOSFET микросхемы MOS IC быстро становились сложнее со скоростью, предсказанной Муром. закон , что привело к крупномасштабной интеграции (БИС) с сотнями транзисторов на одном МОП-кристалле к концу 1960-х годов.
Вопрос о том, какое именно устройство было первым микропроцессором, является спорным, отчасти из-за отсутствия согласия относительно точного определения термина «микропроцессор». Первыми микропроцессорами с несколькими микросхемами были Four-Phase Systems AL-1 в 1969 году и Garrett AiResearch MP944 в 1970 году, разработанные с использованием нескольких микросхем MOS LSI.
Первым однокристальным микропроцессором был Intel 4004 , разработанный на одном кристалле PMOS LSI. Он был разработан и реализован Тедом Хоффом , Федерико Фаггином , Масатоши Шимой и Стэнли Мазором из Intel и выпущен в 1971 году.
Умирают
от Intel
8742
, 8-разрядного
микроконтроллера
, который включает в себя
центральный процессор
работает на 12 МГц, RAM, EPROM и ввода / вывода.
В то время как самые ранние микропроцессорные ИС буквально содержали только процессор, то есть центральный процессор компьютера, их прогрессивное развитие, естественно, привело к появлению микросхем, содержащих большую часть или все внутренние электронные части компьютера.
Интегральная схема на изображении справа, например Intel 8742, представляет собой 8-битный микроконтроллер, который включает в себя ЦП, работающий на частоте 12 МГц, 128 байт ОЗУ , 2048 байт СППЗУ и ввод / вывод в том же чипе. .
В течение 1960-х годов технологии второго и третьего поколений в значительной степени пересекались. IBM реализовала свои модули IBM Solid Logic Technology в гибридных схемах для IBM System / 360 в 1964 году. Еще в 1975 году Sperry Univac продолжила производство машин второго поколения, таких как UNIVAC 494.
Большие системы Burroughs, такие как B5000, были стековые машины , что позволило упростить программирование. Эти выталкивающие автоматы позже были реализованы в миникомпьютерах и микропроцессорах, что повлияло на дизайн языков программирования.
Миникомпьютеры служили недорогими компьютерными центрами для промышленности, бизнеса и университетов. Стало возможным моделировать аналоговые схемы с помощью программы моделирования с упором на интегральные схемы или SPICE (1971) на мини-компьютерах, одной из программ автоматизации проектирования электроники ( EDA ).
Микропроцессор привел к развитию микрокомпьютера , небольших недорогих компьютеров, которые могли принадлежать частным лицам и малым предприятиям. Микрокомпьютеры, первые из которых появились в 1970-х, стали повсеместными в 1980-х и позже.
Альтаир 8800
Несмотря на то , какой конкретно систему считаются первым микрокомпьютером является предметом дискуссий, поскольку было несколько систем , уникальный Hobbyist разработанной на базе Intel 4004 и его преемник, Intel 8008 , первый коммерчески доступный набор микрокомпьютера был Intel 8080 – Altair 8800 , о котором было объявлено в январской 1975 г. в статье Popular Electronics .
Однако на начальных этапах это была чрезвычайно ограниченная система, имеющая только 256 байтов DRAM в исходном пакете и без ввода-вывода, кроме тумблеров и светодиодного дисплея регистров. Несмотря на это, изначально он был на удивление популярен: в первый год было продано несколько сотен, а спрос быстро превысил предложение.
В апреле 1975 года на выставке в Ганновере , Olivetti представила P6060 , первый в мире полный, предварительно собранный персональный компьютер системы. Центральный процессор состоял из двух карт с кодовыми названиями PUCE1 и PUCE2 и, в отличие от большинства других персональных компьютеров, был построен с использованием компонентов TTL, а не микропроцессора.
У него были один или два 8- дюймовых дисковода для гибких дисков, 32-символьный плазменный дисплей , графический термопринтер на 80 столбцов , 48 Кбайт ОЗУ и язык BASIC .
Он весил 40 кг (88 фунтов). В качестве полной системы это было значительный шаг вперед по сравнению с Altair, хотя он никогда не достиг такого же успеха, поскольку конкурировал с аналогичным продуктом IBM, у которого был внешний дисковод для гибких дисков.
С 1975 по 1977 год большинство микрокомпьютеров, таких как MOS Technology KIM-1 , Altair 8800 и некоторые версии Apple I , продавались в виде наборов для домашних мастеров. Предварительно собранные системы не получили широкого распространения до 1977 года, когда были представлены Apple II , Tandy TRS-80 , первые компьютеры SWTPC и Commodore PET .
Первое универсальное вычислительное устройство
Часть
Babbage
«S
разностной машины
Чарльз Бэббидж , английский инженер-механик и эрудит , создал концепцию программируемого компьютера. Считающийся « отцом компьютера », он задумал и изобрел первый механический компьютер в начале 19 века.
После работы над своей революционной разностной машиной , предназначенной для помощи в навигационных расчетах, в 1833 году он понял, что возможна гораздо более общая конструкция – аналитическая машина . Ввод программ и данных должен был осуществляться в машину с помощью перфокарт.
Этот метод использовался в то время для управления механическими ткацкими станками, такими как жаккардов . Для вывода машина будет иметь принтер, плоттер кривых и звонок. Машина также сможет вводить числа на карточки, чтобы их можно было прочитать позже. Он использовал обычную арифметику с фиксированной запятой по основанию 10 .
Движок включал в себя арифметико-логический блок , поток управления в форме условного ветвления и циклов , а также интегрированную память , что делало его первым проектом универсального компьютера, который в современных терминах можно описать как полный по Тьюрингу .
Должно было быть хранилище, или память, способная хранить 1000 чисел по 40 десятичных цифр каждое (примерно 16,7 КБ ). Арифметический блок , называемый «мельницей», будет иметь возможность выполнять все четыре арифметических операции , плюс сравнение и необязательно квадратные корни .
Первоначально он был задуман как разностный двигатель, загнутый назад, в целом круглой формы, с длинным магазином, выходящим в одну сторону. (На более поздних чертежах изображена упорядоченная сетка.) Подобно центральному процессору (ЦП) в современном компьютере, комбинат будет полагаться на свои собственные внутренние процедуры, примерно эквивалентные микрокоду в современных ЦП, которые будут храниться в виде вставленных колышков. во вращающиеся барабаны, называемые «барабанами», для выполнения некоторых из более сложных инструкций, которые может указывать программа пользователя.
Пробная модель части аналитической машины, построенной Бэббиджем, экспонируется в Музее науки (Лондон).
Язык программирования, который использовали пользователи, был сродни современным языкам ассемблера . Были возможны циклы и условное ветвление, и поэтому язык в его задуманном виде был бы полным по Тьюрингу, как позже определил Алан Тьюринг .
Использовались перфокарты трех различных типов: один для арифметических операций, один для числовых констант и один для операций загрузки и сохранения, передачи чисел из хранилища в арифметические единицы или обратно. Для трех типов карт было три отдельных считывателя.
Машина опередила свое время примерно на столетие. Однако реализация проекта тормозилась из-за различных проблем, в том числе споров с главным машинистом, занимавшимся сборкой деталей. Все детали для его машины приходилось изготавливать вручную – это была серьезная проблема для машины с тысячами деталей.
В конце концов, проект был ликвидирован решением правительства Великобритании прекратить финансирование. Неспособность Бэббиджа завершить работу над аналитической машиной в основном объясняется не только политическими и финансовыми трудностями, но и его желанием разработать все более совершенный компьютер и двигаться вперед быстрее, чем кто-либо другой мог бы последовать.
Ада Лавлейс перевела и добавила примечания к « Очерку аналитической машины » Луиджи Федерико Менабреа . Похоже, что это первое опубликованное описание программирования, поэтому Ада Лавлейс считается первым программистом.
Вслед за Бэббиджем, хотя и не подозревавший о его более ранних работах, шел Перси Ладгейт , клерк торговца кукурузой в Дублине, Ирландия. Он независимо разработал программируемый механический компьютер, который описал в работе, опубликованной в 1909 году.
Серия
В модельный ряд
Intel
входят процессоры
SkyLake (6 поколение)
,
Kaby Lake (7 поколение)
,
Coffee Lake (8 поколение)
,
Coffee Lake (9 поколение)
и
Comet Lake (10 поколение)
. Актуальные поколения AMD включают
AMD Zen Summit (1-е поколение)
,
AMD Zen Raven (2 поколение)
,
AMD Zen Pinnacle (2 поколение)
,
AMD Zen Picasso (3 поколение)
и
AMD Zen2 Matisse (3 поколение)
. И в борьбу к ним ворвались
процессоры Apple
.
Что же касается именно серий, то наиболее популярными в модельном ряду Intel являются Atom, Celeron, Pentium, Core i3, Core i5, Core i7, Core i9 и Xeon. Для AMD, в свою очередь, этот список выглядит так: AMD Athlon, AMD FX, Ryzen 3, Ryzen 5, Ryzen 7…и Ryzen Threadripper.
— Atom. Процессоры, изначально разработанные для мобильных устройств. Соответственно, отличаются компактностью, высокой энергоэффективностью и низким тепловыделением, однако «не блещут» производительностью. Прекрасно подходят для микрокомпьютеров (см. «Тип»), среди более «крупноформатных» системах встречаются крайне редко — в основном в наиболее скромных конфигурациях.
— Celeron. Процессоры бюджетного уровня, наиболее простые и недорогие десктопные чипы потребительского уровня от Intel, с соответствующими характеристиками.
— Pentium. Семейство бюджетных настольных процессоров от Intel, несколько более продвинутая, чем Celeron, однако уступающая моделям из серий Core i*.
— Core i3. Самая простая и недорогая серия среди настольных чипов Core от Intel, включает чипы бюджетного и недорогого среднего класса, которые, тем не менее, превосходят по характеристикам «селероны» и «пентиумы».
— Core i5. Среднее по уровню семейство среди процессоров Intel Core; да и в целом чипы этой серии можно отнести к среднему уровню по меркам настольных систем.
— Core i7. Серия высокопроизводительных процессоров, которая долгое время была топовой среди чипов Core; лишь в 2020 году уступила эту позицию семейству i9. Впрочем, наличие процессора i7 все равно означает довольно мощную и продвинутую конфигурацию; в частности, такие CPU встречаются в моноблоках премиум-уровня, а также довольно популярны в игровых системах.
— Core i9. Топовая серия среди процессоров Core, самая мощная среди настольных чипов Intel общего назначения. В частности, количество ядер даже в самых скромных моделях составляет не меньше 6. Используются такие чипы преимущественно в геймерских ПК.
— Xeon. Высококлассные процессоры Intel, возможности которых выходят за стандартные рамки десктопных чипов. Рассчитаны на специализированное применение, среди ПК встречаются преимущественно в мощных рабочих станциях.
— AMD FX. Семейство процессоров от AMD, позиционируемое как высокопроизводительные и в то же время недорогие решения — в том числе для геймерских систем. Интересно, что в комплект поставки некоторых моделей штатно входит жидкостное охлаждение.
— Ryzen 3. Чипы AMD Ryzen (всех серий) продвигаются как высококлассные решения для геймеров, разработчиков, графических дизайнеров и видеоредакторов. Именно среди этих чипов компанией AMD была впервые применена микроархитектура Zen, представившая одновременную многопоточность — это позволило значительно увеличить количество операций за такт при той же тактовой частоте. А Ryzen 3 представляет собой наиболее недорогое и скромное по характеристикам семейство среди «райзенов». Такие процессоры выпускаются по тем же технологиям, что и старшие серии, однако в Ryzen 3 деактивирована половина вычислительных ядер. Тем не менее, данная линейка включает довольно производительные модели, рассчитанные в том числе на игровые конфигурации и рабочие станции.
— Ryzen 5. Семейство, относящееся к среднему уровню среди процессоров Ryzen. Вторая по счету серия на этой архитектуре, выпущенная в апреле 2020 года как более доступная альтернатива чипам Ryzen 7. Чипы Ryzen 5 имеют несколько более скромные рабочие характеристики (в частности, меньшую тактовую частоту и, в некоторых моделях, объем кэша L3). В остальном они полностью аналогичны «семеркам» и также позиционируются как высокопроизводительные чипы для игровых и рабочих станций.
— Ryzen 7. Исторически первая серия процессоров AMD на микроархитектуре Zen (подробнее см. «Ryzen 3» выше). Одно из старших семейств среди «райзенов», по производительности уступает лишь линейке Threadripper; многие ПК на основе этих чипов относятся к игровым.
— Ryzen Threadripper. Специализированные процессоры класса Hi-End, созданные в расчете на максимальную производительность. Устанавливаются в основном в геймерские системы и рабочие станции.
Помимо описанных выше серий, в современных ПК можно встретить такие процессоры:
— AMD Fusion A4. Все семейство процессоров Fusion изначально было создано как устройства с интегрированной графикой, объединяющие в одном чипе центральный процессор и видеокарту; такие чипы называют APU — Accelerated Processing Unit. Серии с индексом «A» оснащаются наиболее мощной в семействе встроенной графикой, способной в некоторых случаях на равных конкурировать с недорогими дискретными видеокартами. Чем больше цифра в индексе серии — тем более продвинутой она является; A4 — самая скромная серия среди Fusion A.
— AMD Fusion A6. Серия процессоров из линейки Fusion A, относительно скромная, однако несколько более продвинутая, чем A4. Об общих особенностях всех Fusion A см. «AMD Fusion A4» выше.
— AMD Fusion A8. Довольно продвинутая серия процессоров Fusion A, средний вариант между сравнительно скромными A4 и A6 и высококлассными A10 и A12. Об общих особенностях всех Fusion A см. «AMD Fusion A4» выше.
— AMD Fusion A9. Еще одна продвинутая серия из семейства Fusion A, несколько уступающая лишь сериям A10 и A12. Об общих особенностях всех Fusion A см. «AMD Fusion A4» выше.
— AMD Fusion A10. Одна из топовых серий в линейке Fusion A. Об общих особенностях этой линейки см. «AMD Fusion A4» выше.
— AMD Fusion A12. Топовая серия в линейке APU Fusion A, представленная в 2020 году; позиционируется как процессоры профессионального уровня с расширенными (даже по меркам APU) возможностями графики. Об общих особенностях линейки Fusion A см. «AMD Fusion A4» выше.
— AMD E-серия. Эта серия процессоров относится к APU, как и описанные выше Fusion A, однако принципиально отличается по специализации: основной сферой применения E-Seriesявляются компактные устройства, в случае ПК — в основном неттопы (см. «Тип»). Соответственно, эти процессоры характеризуются компактностью, невысоким тепловыделением и энергопотреблением, однако их вычислительная мощь также невысока.
— Athlon X4. Серия бюджетных процессоров потребительского уровня, изначально выпущенная в 2020 году как сравнительно недорогие и в то же время сравнительно производительные решения под сокет FM .
— AMD G. Семейство ультракомпактных и энергоэффективных процессоров от AMD, выполненных по принципу «система на кристалле» (SoC). В отличие от многих аналогичных чипов, использует архитектуру x86, а не ARM. Позиционируется как решение для устройств с акцентом на графику, в частности, игровых. Впрочем, об игровых ПК речи не идет: как и большинство процессоров аналогичной «весовой категории», AMD G встречается в основном в тонких клиентах (см. «Тип»).
— VIA. Процессоры от одноименной компании, в основном относящиеся к энергоэффективным «мобильным» решениям — в частности, многие модели VIA напрямую сравнивают с Intel Atom. Впрочем, несмотря на скромную производительность, такие CPU встречаются даже среди настольных систем; а в перспективе компания планирует создать полноценные настольные чипы, составив конкуренцию AMD и Intel.
— ARM Cortex-A. Группа процессоров от компании ARM — создателя одноименной микроархитектуры и крупнейшего производителя чипов на ее основе. Особенностью этой микроархитектуры по сравнению с классической x86 является т.н. сокращенный набор команд (RISC): процессор работает с упрощенным набором инструкций. Это несколько ограничивает функционал, однако позволяет создавать более компактные, «холодные» и в то же время производительные чипы. По ряду причин архитектура ARM применяется в основном в «мобильных» процессорах, рассчитанных на смартфоны, планшеты и т.п. Это справедливо и для серии ARM Cortex-A; в ПК такие CPU устанавливаются редко, и обычно речь идет о компактном скромном устройстве вроде «тонкого клиента» (см. «Тип»).
— nVidia Tegra. Изначально эти процессоры были созданы для портативных устройств, однако с недавних пор стали устанавливаться и в ПК, преимущественно в моноблоки. Они представляют собой устройства типа «system-on-chip» используют не «настольную» архитектуру x86, а «мобильную» ARM, что требует применения соответствующих операционных систем; чаще всего используется Android (см. «Предустановленная ОС»).
— Armada. Еще одна разновидность процессоров на архитектуре ARM, позиционируемая как высокопроизводительные решения для «облачных» вычислений и домашних серверов, включая NAS. Встречается в единичных моделях «тонких клиентов» (см. «Тип»).
— Tera. Специализированное семейство процессоров, разработанное специально под «тонкие клиенты» (см. «Тип») и принципиально отличающееся от классических CPU (как полноразмерных, так и компактных). Системы на базе Tera обычно представляют собой полноценные «нулевые клиенты» (zero client), абсолютно не способные к автономной работе. Иными словами, это устройства, предназначенные для создания «виртуального рабочего стола»: пользователь работает с интерфейсом и оборудованием терминала (монитор, клавиатура, мышь и т.п.), однако все операции происходят на сервере. Это позволяет обеспечить повышенную безопасность при работе с секретными данными. А вот в более традиционных ПК процессоры Tera практически неприменимы.
Из устаревших серий процессоров, которые все еще можно встретить в использовании (но не в продаже), можно упомянуть Sempron, Phenom II и Athlon II от AMD, а также Core 2 Quad и Core 2 Duo от Intel.
Отметим, что в продаже встречаются конфигурации, не оснащенные процессором — в расчете на то, чтобы пользователь мог подобрать его самостоятельно; впрочем, это довольно редкий вариант.
Сравнение персональных компьютеров
Электромеханические компьютеры
Эра современных вычислений началась с бурного развития до и во время Второй мировой войны. Большинство цифровых компьютеров, построенных в этот период, были электромеханическими – электрические переключатели приводили в действие механические реле для выполнения расчетов.
Z2 был один из самых ранних примеров электромеханического реле компьютера , и был создан немецким инженером Конрадом Цузе в 1940 году было улучшение его ранее Z1 ; хотя он использовал ту же механическую память , он заменил арифметическую и управляющую логику схемами электрических реле .
Реплики
Цузе
«сек
Z3
, первый полностью автоматический, цифровой (электромеханическое) компьютер
В том же году британские криптологи построили электромеханические устройства, называемые бомбами , чтобы помочь расшифровать секретные сообщения, зашифрованные немецкими машинами Enigma во время Второй мировой войны .
Первоначальный дизайн Бомбы был создан в 1939 году в Великобритании правительство кодекса и Cypher School (GC & CS) в Блетчли – Парк по Алан Тьюринг , с важным уточнением , разработанной в 1940 году Уэлчман .
Инженерным проектированием и строительством занимался Гарольд Кин из British Tabulating Machine Company . Это было значительное развитие с устройства, которое было спроектировано в 1938 году Cipher бюро польского криптолог Мариан Реевски , и известный как « Криптологических бомбы » ( польский : «Бомба kryptologiczna» ).
В 1941 году Цузе последовал за своей более ранней машиной с Z3 , первым в мире работающим электромеханическим программируемым полностью автоматическим цифровым компьютером. Z3 был построен с 2000 реле с длиной слова 22 бита , работающей с тактовой частотой около 5–10 Гц .
Программный код и данные хранились на перфорированной пленке . В некоторых отношениях он был очень похож на современные машины, являясь пионером многочисленных достижений, таких как числа с плавающей запятой .
Замена трудно реализуемой десятичной системы (использовавшейся в более ранней конструкции Чарльза Бэббиджа ) более простой двоичной системой означала, что машины Цузе были проще в сборке и потенциально более надежны с учетом технологий, доступных в то время.
Z3, вероятно, был машиной, полной по Тьюрингу . В двух патентных заявках 1936 года Цузе также предполагал, что машинные инструкции могут храниться в том же хранилище, которое используется для данных – ключевое понимание того, что стало известно как архитектура фон Неймана , впервые реализованная в 1948 году в Америке в электромеханической системе IBM SSEC и в Великобритании. в полностью электронном Manchester Baby .
Цузе потерпел неудачу во время Второй мировой войны, когда некоторые из его машин были уничтожены в ходе бомбардировок союзников . Очевидно, его работа оставалась в значительной степени неизвестной инженерам в Великобритании и США до гораздо более позднего времени, хотя, по крайней мере, IBM знала об этом, поскольку в 1946 году финансировала его послевоенную стартап-компанию в обмен на опцион на патенты Цузе.
В 1944 году Harvard Mark I был построен в лабораториях IBM Endicott. Это был электромеханический компьютер общего назначения, аналогичный Z3, но не совсем по Тьюрингу.
Электронный программируемый компьютер
Колосс был первым
электронным цифровым программируемым
вычислительным устройством, которое использовалось для взлома немецких шифров во время Второй мировой войны. Он оставался неизвестным как военная тайна вплоть до 1970-х годов.
Во время Второй мировой войны британские взломщики кодов в Блетчли-парке , в 64 км к северу от Лондона, достигли ряда успехов в взломе зашифрованных военных коммуникаций противника. Немецкая шифровальная машина Enigma впервые подверглась атаке с помощью электромеханических бомб .
Этими бомбардировщиками часто пользовались женщины. Они исключили возможные настройки Enigma, выполнив цепочки логических выводов, реализованных электрически. Большинство возможностей привело к противоречию, а оставшиеся немногие можно было проверить вручную.
Немцы также разработали серию систем шифрования телетайпов, весьма отличных от Enigma. Машина Lorenz SZ 40/42 использовалась для армейской связи высокого уровня, получившая кодовое название от англичан “Tunny”. Первые перехваты сообщений Лоренца начались в 1941 году.
В рамках атаки на Танни Макс Ньюман и его коллеги разработали Heath Robinson , машину с фиксированными функциями для помощи во взломе кода. Томми Флауэрс , старший инженер исследовательской станции почтового отделения, был рекомендован Максу Ньюману Аланом Тьюрингом и провел одиннадцать месяцев с начала февраля 1943 года, проектируя и создавая более гибкий компьютер Colossus (который заменил Хита Робинсона ).
Фотография Колосса № 10 военного времени.
Колосс был первым в мире электронным цифровым программируемым компьютером . Используется большое количество вентилей (вакуумных трубок). Он имел ввод на бумажной ленте и мог быть сконфигурирован для выполнения множества логических логических операций над своими данными, но не был полным по Тьюрингу .
Ввод данных в Colossus осуществлялся путем фотоэлектрического считывания с бумажной ленты транскрипции зашифрованного перехваченного сообщения. Это было организовано в непрерывный цикл, чтобы его можно было читать и перечитывать несколько раз – не было внутреннего хранилища для данных.
Механизм чтения работал со скоростью 5000 символов в секунду, а бумажная лента двигалась со скоростью 40 футов / с (12,2 м / с; 27,3 миль в час). Colossus Mark 1 содержал 1500 термоэмиссионных клапанов (трубок), но Mark 2 с 2400 клапанами и пятью процессорами, включенными параллельно, был в 5 раз быстрее и проще в эксплуатации, чем Mark 1, что значительно ускорило процесс декодирования.
Mark 2 был разработан, когда Mark 1 строился. Аллен Кумбс взял на себя руководство проектом Colossus Mark 2, когда Томми Флауэрс перешел к другим проектам. Первый Колосс Mark 2 вступил в строй 1 июня 1944 года, как раз к вторжению союзников в Нормандию в день ” Д” .
В основном Colossus использовался для определения начальных положений роторов Tunny для сообщения, которое называлось «установкой колеса». Colossus впервые в истории использовал регистры сдвига и систолические массивы , что позволило проводить пять одновременных тестов, каждый из которых включает до 100 логических вычислений .
Это позволило проверить пять различных возможных начальных положений для одного прохода бумажной ленты. Помимо настройки колес, некоторые более поздние Colossi включали механизмы, предназначенные для помощи в определении рисунков штифтов, известных как «поломка колеса».
ENIAC
был первым полным электронным устройством по Тьюрингу и выполнял баллистические расчеты траектории для
армии США
.
Без использования этих машин союзники были бы лишены очень ценной информации, которая была получена при чтении огромного количества зашифрованных телеграфных сообщений высокого уровня между немецким верховным командованием (OKW) и их армейскими командованиями по всей оккупированной Европе.
Детали их существования, конструкции и использования держались в секрете до 1970-х годов. Уинстон Черчилль лично отдал приказ об их уничтожении на куски размером не больше человеческой руки, чтобы сохранить в секрете, что британцы были способны взламывать шифры Lorenz SZ (немецкие роторные шифровальные машины) во время надвигающейся холодной войны.
Две машины были переданы вновь сформированному ГКПВ, а остальные были уничтожены. В результате машины не были включены во многие истории вычислений. Реконструированная рабочая копия одной из машин Колосса сейчас выставлена в Блетчли-парке.
Построенный в США ENIAC (электронный числовой интегратор и компьютер) был первым электронным программируемым компьютером, построенным в США. Хотя ENIAC был похож на Colossus, он был намного быстрее и гибче. Это было однозначно полное устройство по Тьюрингу и могло вычислить любую проблему, которая уместилась бы в его памяти.
Как и в случае с Colossus, «программа» на ENIAC определялась состоянием его соединительных кабелей и переключателей, в отличие от электронных машин с сохраненными программами, которые появились позже. После того, как программа была написана, ее нужно было механически установить в машину с ручным сбросом вилок и переключателей. Программистами ENIAC были женщины, получившие математическое образование.
Он сочетал в себе высокую скорость электроники с возможностью программирования для решения многих сложных задач. Он мог складывать или вычитать 5000 раз в секунду, что в тысячу раз быстрее, чем любая другая машина. В нем также были модули для умножения, деления и извлечения квадратного корня.
Высокоскоростная память была ограничена 20 словами (что эквивалентно примерно 80 байтам). Построенный под руководством Джона Мочли и Дж. Преспера Эккерта в Университете Пенсильвании, ENIAC продолжался с 1943 года до полной эксплуатации в конце 1945 года.
Машина была огромной, весила 30 тонн, потребляла 200 киловатт электроэнергии и содержал более 18 000 электронных ламп, 1500 реле и сотни тысяч резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности. Одним из главных инженерных достижений компании было сведение к минимуму последствий перегорания трубок, что в то время было общей проблемой для надежности оборудования. Следующие десять лет машина использовалась практически постоянно.
