Лекция 2 Типы компьютеров План

2.4. Микроконтроллеры

Вторую строку в таблице занимают компьютеры, которыми оснащаются разного рода бытовые устройства. Такого рода встроенные компьютеры, называемые также микроконтроллерами, выполняют функцию управления устройствами и организации их пользовательских интерфейсов. Диапазон устройств, работающих с помощью микрокомпьютеров, крайне широк (примеры даются в скобках):

• 
  бытовые приборы (будильники, стиральные машины, сушильные аппараты, микроволновые печи, охранные сигнализации);
  
• 
  коммуникаторы (беспроводные и сотовые телефоны, факсимильные аппараты, пейджеры);
  
• 
  периферийные устройства (принтеры, сканеры, модемы, приводы CD-ROM);
  
• 
  развлекательные устройства (видеомагнитофоны, DVD-плееры, музыкальные центры, MP3-плееры, телеприставки);
  
• 
  формирователи изображений (телевизоры, цифровые фотокамеры, видеокамеры, объективы, фотокопировальные устройства);
  
• 
  медицинское оборудование (рентгеноскопические аппараты, томографы, кардиомониторы, цифровые термометры);
  
• 
  военные комплексы вооружений (крылатые ракеты, межконтинентальные баллистические ракеты, торпеды);
  
• 
  торговое оборудование (торговые автоматы, кассовые аппараты);
  
• 
  игрушки (говорящие куклы, приставки для видеоигр, радиоуправляемые машинки и лодки).
  

2.5. Мобильные и игровые компьютеры
К следующей категории относятся мобильные и игровые компьютеры. В сущности, это обычные компьютеры, в которых расширенные возможности графических и звуковых контроллеров сочетаются с ограничениями по объему ПО и пониженной расширяемостью. Первоначально в эту категорию входили компьютеры с процессорами низших моделей для простых телефонов и игр типа пинг-понга, которые предусматривали вывод изображения на экран телевизора. С годами они превратились в достаточно мощные системы, которые по некоторым параметрам производительности ничем не хуже, а иногда даже лучше персональных компьютеров.
Чтобы получить представление о том, чем комплектуются игровые компьютеры, рассмотрим конфигурации трех популярных моделей этой категории. Первая из них — Sony PlayStation 3. В ней установлен многоядерный специализированный процессор с частотой 3,2 ГГц (он называется Cell) на базе RISC-процессора IBMPowerPC, и семь 128-разрядных элементов SPE (SynergisticProcessing Elements). PlayStation 3 также оснащается 512 Мбайт памяти, графическим процессором Nvidia с частотой 550 МГц и проигрывателем Blu-ray. Вторая модель — Microsoft Xbox 360 — содержит трехъядерный процессор IBM PowerPC с частотой 3,2 ГГц с 512 Мбайт памяти, графическим процессором ATI с частотой 500 МГц, DVD-проигрывателем и жестким диском. Третья модель — планшет Samsung Galaxy. Она содержит двухъядерный ARM-процессор с частотой 1 ГГц, а также графический процессор (интегрированный в однокристальную систему Nvidia Tegra 2), 1 Гбайт памяти, две камеры, 3-осевой гиродатчик и флэш-память.
Возможно, все эти компьютеры не дотягивают по производительности до высокопроизводительных ПК, выпущенных в тот же период времени, но и отстают от них не сильно. Более того, некоторые компоненты даже мощнее своих аналогов, применяемых в ПК, — взять хотя бы 128-разрядные элементы SPE PlayStation 3 (по разрядности они превосходят все существующие модели ПК).
Основное различие между этими машинами и ПК, впрочем, состоит не в производительности процессора, а в том, что игровые компьютеры представляют собой закрытые, законченные системы. Расширяемость таких систем при помощи сменных плат не предусмотрена, хотя в некоторых моделях присутствуют интерфейсы USB и FireWire. Что еще важнее, игровые компьютеры оптимизированы для конкретной области применения — трехмерных игр с высоким уровнем интерактивности и мультимедийным выводом. Все остальные функции считаются вторичными. Ограничения по части аппаратного и программного обеспечения, низкие тактовые частоты, недостаточный объем памяти, отсутствие монитора с высоким разрешением и (как правило) жесткого диска — все это позволяет продавать игровые системы по более низким ценам, чем персональные компьютеры.
И действительно, несмотря на упомянутые ограничения, игровые компьютеры продаются миллионами, а их популярность только растет.
У мобильных компьютеров появляется дополнительное ограничение: они должны потреблять как можно меньше энергии для решения своих задач. Чем меньше энергии они потребляют, тем дольше проработают их батареи. Это требование создает немало проблем проектировщикам, потому что мобильные платформы (такие, как планшеты и смартфоны) должны бережно расходовать энергию, но при этом пользователи ожидают от них поддержки высокопроизводительных функций — трехмерной графики, обработки мультимедийных данных в высоком разрешении и качественных игр.