Реферат: Анализ состояния и перспективы развития в области создания портативных компьютеров

Анализ состояния и перспективы развития в области создания портативных компьютеров

Гусарова Т.И., Ушакова А.В.,

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики

Оглавление

Введение

1. История возникновения ноутбука

2. Устройство ноутбука

2.1 Питание

2.2 Процессор

2.3 Оперативная память (ОП)

2.4 Устройства хранения

2.5 Дисплей

2.6 Видеосистема

2.7 Аудиосистема

2.8 Материнская плата

2.9 Устройства ввода-вывода

3. Классификация ноутбуков

3.1 Классификация по производителям

3.2 Классификация по цене

3.3 Классификация по размеру диагонали

3.4 Классификация по назначению

4. Планшетные ноутбуки

5. Достоинства и недостатки ноутбуков

5.1 Достоинства

5.2 Недостатки

6. Производители ноутбуков

6.1 Мировая пятерка лидеров-производителей

7. Перспективы развития ноутбуков

8. Инновации в мире ноутбуков

Список литературы

Введение

Совсем недавно ноутбук считали скорее предметом роскоши, нежели полнофункциональным персональным компьютером. Дело было в основном в высокой цене, недостаточном качестве жидкокристаллического дисплея и т.д.

Производительность также была ниже, чем у настольных компьютеров.

В последние годы ситуация кардинально изменилась. Уже сегодня за небольшую стоимость можно приобрести вполне приличный ноутбук, который был бы сравним по своим возможностям с недорогими настольными системами.

Современный ноутбук - это высокотехнологичное, постоянно совершенствуемое устройство. Тысячи инженеров по всему миру работают над тем, чтобы повысить производительность и надежность компонентов ноутбука, расширить список функций и возможностей, снизить вес, улучшить дизайн и для миллионов пользователей превратить работу с ноутбуком в удобное, легкое и увлекательное занятие.

1. История возникновения ноутбука

История создания ноутбука очень интересна, началась она в 1968 году. Человека, который решил создать ноутбук, звали Алан Кэй. Он окончил университет в Колорадо, и специальность у него была, не электроника, он был молекулярным биологом. Но может быть то, что он не был зажат в рамках электроники, и позволило ему развернуться. Лично он видел компьютер, как единый, целый организм, и сегодня для нас это привычно, а в те времена, это было своего рода фантастикой, его идея была революционной.

Каким он представлял свой ноутбук? Его размер должен был быть, примерно как лист А 4, с плоским дисплеем, питание, как автономное, так и из розетки, и, конечно же, беспроводное подключение к сети, что-то вроде современного Wi-Fi, и невысокая цена.

Рисунок 1

Но в то время сделать подобную технологию было практически невозможно. Алана Кэя пригласили работать в исследовательскую лабораторию Xerox, которую он практически сразу и возглавил. Именно здесь он и изобрёл лазерный принтер, и многое другое, также вместе с Бобом Меткалфом они разработали технологию Ethernet, но вот ноутбук он так и не сделал. Немного позже, 1979 году это сделал уже совсем другой учёный, которого звали Вильям Могридж. Ему удалось собрать первый в мире ноутбук, во всяком случае, что-то похожее на него, в наше время этот прибор выглядит, конечно, громоздким и смешным, но тогда это было чудо техники, и назвали его Grid Compass, и сделали его специально для NASA, для работы программы под названием "космический челнок".

Рисунок 2

Но прогресс не стоял на месте, и уже через два года, в 1981 Адам Осборн, американец и предприниматель, занимающийся компьютерами, пускает в производство первый ноутбук для бизнесменов. Так как он уже имел своё автономное питание, встроенные аккумуляторы, то его можно было брать с собой в дорогу, им можно было пользоваться и в поезде, и в самолёте. Назвали его в честь своего создателя - Osborne 1, эта модель ноутбука пользовалась огромной популярностью, и если бы не ошибки руководства компании, то вполне возможно, они бы заработали миллиарды долларов, но компания разорилась, а Osborne 1, занял своё почётное место в истории ноутбуков. ноутбук устройство портативный производитель

В том же 1981 году появляется на свет ещё один ноутбук, его выпускает компания IBM, назвали его очень просто IBM PC. С этого момента начинается новая эпоха в создании ноутбуков, стандарт IBM PC.

Рисунок 3

А в скором времени в гонку создания ноутбуков включились ещё две компании, и 1983 году ноутбуки штамповала не только IBM, но и Toshiba, и Compaq. В следующем году компания Apple, которая тоже включилась в это соревнование, выпускает в свет первый ноутбук с LCD-дисплеем.

В 1986 году IBM выпустила первую модель ноутбука-трансформера - IBM Convertible PC. Процессор в нём использовался старый, Intel 8088, но это был уже действительно портативный компьютер, впервые был установлен 3,5дюймовый флоппи-дисковод. Вместе с ноутбуком шёл пакет программ, а своим внешним видом он напоминал Grid Compass, вес его был 5 кг, что уже было неплохо, а вот стоил он 3500 долларов.

Рисунок 4

Наступили 90-ые годы, ноутбуки совершенствовались, они становились всё легче и тоньше, и всё дольше могли работать от батарей. Огромный вклад в развитие этого внесла корпорация Intel, она первой в 1990 году выпустила специальный процессор для ноутбуков - Intel386™ SL. В чём было его отличие от предшественников: во-первых, сниженное энергопотребление, а во-вторых, системы, которые базировались на его основе, становились компактнее. Также корпорация Intel разработала особую технологию по снижению напряжения питания, что и давало возможность ноутбукам работать в автономном режиме гораздо дольше.

Практически все ноутбуки того времени базировались на интеловских процессорах Intel386™ SL, а их экраны уже могли отражать 16 оттенков серого цвета, что делало работу на них более комфортной для глаз. Вес составлял всего 3 кг, что очень близко к современным.

Ну, а так как наука двигалась вперёд, а запросы потребителей росли, и росли в качественную сторону, то перед производителями ноутбуков стали подниматься новые задачи. Ноутбук должен был быть не просто электронной записной книжкой карманного формата, он должен стать подобным по своим возможностям настольному компьютеру, или даже превзойти его. И самое главное, что хотел получить потребитель, это выход в Интернет в любой точке земного шара.

И всё это стало возможным, но не в 90-ые годы, а сейчас, современные ноутбуки - это не только элегантный дизайн, это мощные скоростные машины, способные выполнить любые задачи, они производятся и для бизнесменов, и для игроманов, и просто для домашних хозяек.

2. Устройство ноутбука

Ноутбук (англ. Notebook - блокнот, портативный ПК) - портативный персональный компьютер, в корпусе которого объединены типичные компоненты ПК, включая дисплей, клавиатуру и устройство указания (обычно сенсорная панель, или тачпад), а также аккумуляторные батареи.

Корпус ноутбука в большинстве случаев выполнен из высокопрочного пластика, реже из сплавов легких металлов (алюминий, магний). Внутри он покрыт специальной тонкой металлической фольгой для изоляции электронной начинки от воздействия внешних электромагнитных полей. По периметру корпуса иногда вставляется металлический корд, который придаёт дополнительную прочность корпусу.

Внутри верхней крышки ноутбука помещено всё, что необходимо для её полноценной работы - непосредственно матрица дисплея, его шлейфы, передающие данные, инвертор для обеспечения работы лампы подсветки и некоторые дополнительные устройства (например: веб-камера, динамики, микрофон, антенны беспроводных модулей Wi-Fi и Bluetooth).

Система охлаждения ноутбука состоит из кулера, который забирает воздух из вентиляционных отверстий на днище ноутбука (именно поэтому ноутбук можно использовать только на твёрдой ровной поверхности, иначе нарушается охлаждение) и продувает его через радиатор, который медным тепловодом на тепловых трубках соединён с процессором (и иногда чипсетом) материнской платы, выдувая его через отверстие в задней или боковой стенке.

В добавление к встроенной клавиатуре ноутбук имеет тачпад и/или pointstick. Также могут подключаться внешние компьютерные манипуляторы типа мышь, дополнительная клавиатура или монитор/телевизор.

2.1 Питание

Ноутбуки работают как от аккумулятора, так и от сетевого адаптера, который при этом заряжает батарею ноутбука. В современных ноутбуках используются литий-ионные аккумуляторы.

2.2 Процессор

Процессор - центральное обрабатывающее устройство компьютера. Процессор выполняет все арифметические и логические операции и управляет работой всего компьютера. Процессор ноутбука по внешнему виду и размерам очень похож на процессор настольного компьютера, однако внутри него реализовано большое количество технологий, снижающих энергопотребление и тепловыделение, например, технология Centrino.

Современный процессор представляет собой полупроводниковый кристалл, содержащий миллиарды транзисторов.

Рисунок 5

Характеристики процессора:

1. Тип процессора включает наименование производителя и семейство.

В настоящее время на большинство выпускаемых ноутбуков имеют процессор одного из двух ведущих производителей процессоров Intel или AMD.

Наиболее часто используемые в современных ноутбуках семейства процессоров:

Таблица 1

Семейства различаются технологиями изготовления, реализованными в процессорах технологиями, уровнем энергопотребления и др.

В рамках каждого семейства выпускается множество серий и моделей.

2. Тактовая частота (частота процессора)

Тактовая частота - относительный показатель производительности процессора (количество элементарных действий в секунду), измеряется в мегагерцах и гигагерцах.

Например, в процессоре Intel Core i7-640M тактовая частота колеблется с 2,8 до 3,46 ГГц (в зависимости от Turbo Mode. Turbo Mode - технология автоматического разгона использующегося в данный момент ядра (или ядер) в случае обнаружения уменьшения нагрузки на другие ядра.)

В разных компьютерах на выполнение одной операции может требоваться различное количество тактов.

3. Частота системной шины (FSB)

FSB (англ. Front side bus) - это шина, обеспечивающая соединение центрального процессора с другими устройствами: памятью, видеокартой, жестким диском и др.

Частота системной шины - это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и устройствами ноутбука. Частота измеряется в мегагерцах и гигагерцах.

4. Объем кэш-памяти

Кэш-память - это быстродействующая память небольшого объёма, расположенная непосредственно на самом кристалле процессора. В ней сохраняются инструкции, которые недавно были использованы процессором, а также данные, к которым он наиболее часто обращается.

Кэш-память позволяет увеличить быстродействие ноутбука за счет снижения количества обращений процессора к оперативной памяти.

Различают кэш-память 1, 2 и 3-го уровней. В ноутбуке может быть кэш-память всех трех уровней или только 1 и 2-го.

Самой быстрой памятью является кэш 1 уровня - L1, он, в свою очередь, разделен на два кэша: кэш команд (инструкций) и кэш данных. Объем кэша первого уровня небольшой, не более 128 Кб.

Вторым по быстродействию является кэш 2 уровня - L2. Объём кэша L2-512-1024 Кбайт, а если нет кэша 3-го уровня, то объем может достигать 12 Мб.

Кэш- память 2-ого уровня для процессора имеет большое значение, т.к.

процессоры с наибольшим объемом кэша 2-ого уровня показывают более высокую производительность.

Кэш третьего уровня L3 - наименее быстродействующий, но объем его достигает 8 Мб. L3 кэш медленнее предыдущих кэшей, но всё равно, значительно быстрее, чем оперативная память.

2.3 Оперативная память (ОП)

Оперативная память (ОП) компьютера предназначена для временного хранения команд и данных, необходимых процессору для выполнения операций.

ОП является энергозависимой, при выключении компьютера она очищается. Основные технические характеристики ОП - тип и объем: