ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Настольные ЭВМ (персональные ЭВМ и рабочие станции)

Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Следующая

Под персональным компьютеромилиперсональной ЭВМ(ПК или ПЭВМ) понимают настольную ЭВМ, имеющую эксплуатационные характеристики бытового прибора и универсальные функциональные возможности (ГОСТ 15971-90).

Персональные компьютеры появились практически одновременно с началом массового выпуска микропроцессоров. ПК, благодаря своей низкой стоимости, очень быстро завоевали твердые позиции на компьютерном рынке и создали предпосылки для разработки новых программных средств, ориентированных на конечного пользователя. Необходимо заметить, что отличительной особенностью ПК с самого начала их производства является ориентация на широкого потребителя-непрофессионала.

Под рабочими станциямиобычно понимают настольные системы высокой производительности. Прародителями данного направления являются мини-ЭВМ, такие, как PDP-11 или VAX фирмы DEC. Основным отличием рабочих станций от ПК является ориентация на профессиональных пользователей. Рабочие станции - это хорошо сбалансированные системы, в которых высокое быстродействие сочетается с большим объемом оперативной и внешней памяти, высокопроизводительными внутренними магистралями, высококачественной и быстродействующей графической подсистемой и разнообразными устройствами ввода-вывода.

Несмотря на непрерывное интенсивное развитие вычислительной техники, на протяжении нескольких лет остается справедливой классификация настольных систем по ценовому признаку. По этому критерию различают:

· системы «начального уровня», которые строятся с использованием комплектующих, представленных на рынке в течение не менее 1-2 лет; моральное устаревание подобных ЭВМ происходит в течение 1-2 лет, но при этом данные модели имеют весьма низкую цену;

· системы «среднего уровня», строятся на базе наиболее распространенных на данный момент комплектующих, срок пребывания на рынке которых не превышает полугода; моральное устаревание данных систем происходит в течение 2-3 лет, тем не менее, данный класс предлагает оптимальное соотношение «производительность/стоимость»;

· системы «высшего уровня» (high-end), строятся на базе наиболее производительных (и наиболее дорогих) на данный момент комплектующих; моральное устаревание подобных систем происходит не раньше, чем через 4-5 лет, но, как правило, данные модели отличаются наиболее высокой ценой.

Как правило, с течением времени, модели постепенно переходят из класса high-end в средний класс, и далее – в класс начального уровня. При этом, однако, производители комплектующих (в первую очередь, центральных процессоров), стараются сразу позиционировать новые разработки для того или иного класса. Для систем начального уровня используются упрощенные архитектуры или не прошедшие испытания на высокие тактовые частоты изделия. Примером может служить линейка микропроцессоров Intel – Celeron («начальный уровень»), Pentium («средний класс») и Xeon («high-end»).

На сегодняшний день, быстрый рост производительности ПК на базе новейших микропроцессоров в сочетании с постоянным снижением цен на эти изделия и развитием технологии локальных шин, позволяющей устранить многие «узкие места» в архитектуре ПК, делают современные персональные компьютеры весьма привлекательной альтернативой рабочим станциям. В свою очередь рабочие станции «начального уровня» по стоимостным характеристикам близки к высокопроизводительным ПК.

Более того, в 1999 году был введен в действие международный классификационный стандарт («спецификация‑99»), фактически объединяющий ПК и рабочие станции. В соответствии с этим стандартом принято следующее деление ПК:

1. Массовый (Consumer PC).

2. Деловой (Office PC).

3. Портативный (Mobile PC).

4. Рабочая станция (Workstation PC).

5. Развлекательный (Entertainment PC).

Хотя грань между ПК и рабочими станциями постепенно стирается, отличительной особенностью последних остается внушительный набор дорогих периферийных устройств, состав которых зависит от области использования рабочей станции. Например, для профессиональной графической станции это будет, помимо мощного графического адаптера, монитор с большой диагональю и множеством поддерживаемых разрешений, планшетный сканер формата A3, цветной лазерный принтер. Кроме этого, рабочие станции от других настольных систем отличает повышенные надежность и отказоустойчивость, основанные на жестоком отборе высококачественных дорогих комплектующих и тщательнейшем тестировании готовых систем.

Классическим примером мощных графических рабочих станций являются ЭВМ фирмы Silicon Graphics Incorporated (SGI) . По своим графическим характеристикам (скорость и качество обработки и отображения графической информации) изделия указанной фирмы на 3-5 лет опережают массовые разработки. Примером высоконадежных производительных рабочих станций могут служить ЭВМ фирмы Sun Microsystems.

Портативные ЭВМ

Как следует из названия, портативные ЭВМотличаются малыми размерами и массой, и, следовательно, возможностью переноса и работы в дороге. Поэтому данный класс ЭВМ еще называют переносимыми ЭВМ (Mobile PC). В англоязычных источниках часто используется слово laptop – наколенный компьютер.

Портативные ЭВМ, хотя и являются персональными компьютерами, тем не менее, выделены нами в отдельный класс. Связано это с существенными отличиями в архитектуре между ПК и портативными ЭВМ. Подробно эти отличия будут рассмотрены ниже, здесь же заметим, что, в свою очередь, портативные ЭВМ можно разделить на два больших подкласса – карманные ПК и ноутбуки.

История портативных ЭВМ ведет свое начало с малогабаритных ПК. Первым образцом считается модель 5100, изготовленная компанией IBM в 1975 году. Данная ЭВМ представляла собой полнофункциональный ПК, собранный в одном корпусе с клавиатурой и 5-дюймовым монохромным ЭЛТ-монитором. По тем временам это был настоящий переносимый микрокомпьютер, несмотря на внушительный вес 20 кг.

Отличительными особенностями ноутбуков(от английскогоnotebook – «записная книжка»)является изготовление данных малогабаритных ПК в виде раскладывающейся книги, на одной стороне которой располагается клавиатура, а на другой – экран монитора. Ноутбук – это полностью автономная ЭВМ, оборудованная встроенным дисплеем, клавиатурой, указательным устройством и аккумуляторной батареей.

Как отдельный массовый класс, ноутбуки выделились сравнительно недавно – с начала 90-х годов 20-го века (точнее, в 1989 году сразу несколько компаний представили новые модели портативных ПК, практически не отличающихся внешне от современных ноутбуков: NEC UltraLite, Zenith MinisPort и Compaq LTE). С этих пор рыночная доля ноутбуков непрерывно растет. При этом современный рынок ноутбуков характеризуется столь богатым многообразием, что назрела необходимость в отдельной классификации ноутбуков (рис. 1.1).

Ноутбуки можно классифицировать по следующим признакам:

1. По габаритам и массе.

2. По сегменту рынка.

3. По производительности и функциональным возможностям.

4. По типу центрального процессора и платформе.

Для портативного ПК габаритыимасса являются одними из самым важных характеристик. По данному признаку ноутбуки можно разделить на:

· среднеформатные;

· «тонкие и легкие»;

· ультракомпактные;

· «замена настольного ПК».

Большинство ноутбуков относится к среднеформатным, имеющим сравнительно небольшие габариты и массу 3-3,5 кг. Они представляют собой разумный компромисс между мобильностью и функциональными возможностями.

«Тонкие и легкие» ноутбуки предназначены для пользователей, совершающих частые разъезды и работающих в пути. Отличительной особенностью является уменьшенные габариты и масса, позволяющие носить ноутбук вместе с документами. Отрицательной стороной данных ПК является уменьшенный шаг клавиатуры, минимум портов ввода-вывода и, как правило, отсутствие встроенных приводов накопителей на оптических дисках и гибких магнитных дисках.

Ультракомпактные модели по размеру и весу сравнимы с небольшой книжкой. Платой за миниатюрность является, помимо недостатков тонких моделей, маленький экран.

Последний класс ноутбуков представлен моделями, ни в чем не уступающими настольным ПК. Данный класс получил название DTR (Desktop Replacement – «замена настольного ПК»). Данные ноутбуки имеют полный набор портов ввода-вывода, большие экраны и полноразмерные клавиатуры. Обратной стороной этих преимуществ являются большие габариты и масса, а также малое время работы от батарей.

Изготовители и поставщики ноутбуков для классификации используют некоторую комплексную оценку, четко определяющую тот сегмент рынка, для которого предназначена та или иная модель. Данная комплексная оценка основана на нескольких параметрах, важнейшими из которых являются массогабаритные характеристики, производительность и цена ноутбука. В соответствии с этой оценкой выделяются следующие классы:

· массовые модели;

· бизнес-модели;

· ультрапортативные модели;

· высокопроизводительные модели.

Заметим, что данная классификация очень похожа на классификацию по массе и габаритам, но не совпадает с ней. Например, с учетом цены, «тонкие и легкие» ноутбуки могут быть как массовыми моделями, так и моделями бизнес-класса.

По производительности и функциональным возможностям ноутбуки различаются, во-первых, в зависимости от величины производительности, во-вторых, в зависимости от того, какие подсистемы (графическая, звуковая, ввода-вывода) портативной ЭВМ и в какой степени развиты. Несмотря на огромный прогресс в области производства микроэлектронного оборудования для ноутбуков, все еще продолжает действовать правило «больше размеры – выше производительность и шире функциональные возможности».

Тип центрального процессора оказывает огромное влияние на габариты и производительность портативного ПК, поэтому нередко используется для классификации ноутбуков. Поскольку число производителей ЦП для ноутбуков на сегодняшний день весьма ограниченно, выделяют следующие классы.

1. Ноутбуки на базе серийных процессоров фирм AMD и Intel (на сегодняшний день, это AMD Athlon 64 и Intel Pentium 4). Данные ЦП применяются лишь в ноутбуках DTR-класса. Они обеспечивают максимальную мощность, но, во-первых, быстро расходуют заряд батарей, во-вторых, нуждаются в мощной системе охлаждения.

2. Ноутбуки на базе мобильных процессоров фирмы AMD (на сегодняшний день, это AMD Mobile Athlon XP) из-за сравнительной дешевизны процессора применяются в основном в массовых моделях и обеспечивают средний уровень производительности и энергопотребления.

3. Ноутбуки на базе мобильных процессоров фирмы Intel (на сегодняшний день, это Intel Pentium M, платформа Centrino, первый и пока единственный ЦП, разработанный специально для портативных ПК) представлены практически во всех классах, за исключением высокопроизводительных моделей. Широкий спектр моделей с самым разным энергопотреблением и производительностью, а также активные маркетинговые усилия Intel по продвижению платформы Centrino обеспечивают данному классу безусловное лидерство на современном рынке.

Рис. 1.1. Классификация ноутбуков

4. Ноутбуки на базе процессоров VIA C3 и Trensmeta Efficeon характеризуются крайне низким энергопотреблением, и поэтому встречаются в классе ультрапортативных моделей.

Как уже было отмечено, архитектура ноутбуков имеет множество особенностей по сравнению с традиционными настольными ЭВМ. Разработка портативного ПК – это всегда поиск компромисса между взаимоисключающими требованиями, важнейшими из которых являются высокая производительность и низкое энергопотребление.

В связи с этим, большинство комплектующих для ноутбуков (центральные процессоры, графические процессоры, жесткие диски) изготавливаются по особой технологии (или специально адаптируются) с целью снижения энергопотребления при сохранении производительности. Энергосбережение достигается, во-первых, за счет снижения напряжения питания, во-вторых, за счет широкого применения (вплоть до уровня ядра ЦП) алгоритмов динамического управления питанием. Данные технологические решения позволяют существенно увеличить время работы ноутбука от аккумуляторных батарей.

Остается добавить, что ведущими мировыми производителями ноутбуков, помимо таких значительных компаний, как IBM, HP, Dell, ASUS и Toshiba, на сегодняшний день являются крупные тайваньские фирмы – Quanta, Arima, Winstron, FIC, ECS, Clevo, Mitac и Compal.

Широкое внедрение ноутбуков во все сферы жизни человека вызвало к жизни и потребность их дальнейшей миниатюризации. Это привело к появлению карманных ПК(КПК) . Особенно востребованными они оказались в сфере развлечений (поездки, полёты, отдых на курортах и др.).

КПК классифицируют (рис. 1.2) по разным признакам: тип ОС, тип дисплея, функциональных возможностей и др.

Также как и остальные виды ПК КПК прошли несколько стадий своего развития.

На начальном уровне КПК представляли собой приборы небольшого размера, очень легкие и очень тонкие. Экран прикрывала темная крышка. На этом уровне в КПК отсутствовала возможность ввода рукописного текста, имелся ограниченный набор программ обработки, объем памяти составлял единицы Мбайт, питание от батареек формата ААА, имелась возможность подключения к настольному ПК со скоростью передачи данных до 56 Кбит/с. Примером таких КПК являются: Casio PV-s450, m500, m505.

Рис. 1.2. Классификация КПК

Зарождением эпохи массовых КПК можно считать 1992 год, когда компания Apple представила модель Newton NotePad (в 1993 году поступившую в продажу под названием Message Pad). Примерно в это же время шла разработка первого проекта от Palm Computing Inc. в союзе с Casio, Tandy, AOL, Intuit, Datalight. Характеристики КПК впечатляли: экран имел разрешение 320x256 точек, встроенная ОС была объектно-ориентированной, многозадачной, многопоточной, с поддержкой графического интерфейса. Главным недостатком, определившим неуспех модели, явилось отсутствие возможности установки программ сторонних производителей.

В 1995 году Palm Computing была поглощена корпорацией U.S. Robotics, и в 1996 году появился успешный КПК Palm Pilot 1000. В 1997 году выходят Palm Pilot Personal и Professional со встроенной Palm OS.

Вплоть до 2001 года устройства на базе Palm OS доминировали на рынке КПК. Рыночная доля Palm Computing составляла более двух третей. Вышедшая в 2000 году Windows CE от Microsoft хотя и обладала более современной архитектурой, широкими возможностями, но предъявляла высокие требования к аппаратной платформе, что отрицательно сказывалось на цене. Такое положение дел не устраивало компанию Microsoft. Был предпринят ряд шагов по устранению недостатков КПК на базе Windows CE. Самый главный из них — высокая цена устройства — исчез после начала массового производства устройств несколькими крупными компаниями (например, Compaq). Функциональность этих моделей заметно превосходила КПК на базе Palm, и, начиная с 2002 года, Microsoft занимает ведущие позиции на рынке КПК.

Отметим, что архитектураКПК значительно отличается от архитектуры остальных классов ЭВМ. Основу процессоров КПК составляет архитектура ARM (Advanced RISC Machines), разработанная в 1983-85 годах в компании Acorn Computers. В 1990 году Acorn, работавшая над развитием ARM уже в сотрудничестве с Apple, преобразовала подразделение, занимавшееся ARM, в отдельную фирму - Advanced RISC Machines. Руководство фирмы избрало оригинальный способ ведения бизнеса - позиционирование ARM в качестве «встраиваемого» вычислительного ядра, купив которое, любой желающий может интегрировать в свои специализированные процессоры. С этих пор архитектура ARM неуклонно развивается, являясь базой практически всех КПК, включая продукты главного производителя микропроцессоров – компании Intel.

Серверы

Слово «сервер» происходит от английского serve - обслуживать. Под сервером мы будем понимать выделенную ЭВМ (как правило, в составе вычислительной сети), обладающими некоторыми аппаратно-программными ресурсами и предоставляющую данные ресурсы пользователям по их запросам. Существует несколько типов серверов, ориентированных на разные применения: файл-сервер, сервер базы данных, принт-сервер, вычислительный сервер, сервер приложений. Таким образом, тип сервера определяется видом ресурса, которым он владеет (файловая система, база данных, принтеры, процессоры или прикладные пакеты программ).

Серверы стали продуктом специализации персональных компьютеров в локальных сетях. Для эффективной работы сразу многих пользователей с данными целесообразно выделить в локальной сети один или несколько компьютеров, занятых выполнением специализированных задач, отвечающих запросам большинства пользователей. Такими задачами могли быть организация централизованного хранения файлов с предоставлением клиентам возможности считывать и записывать файлы, обработка запросов к базам данных, организация очередей печати на общий принтер и т.п.

Возникла модель сетевой работы с данными, получившая название «модели файл-сервера»: данные находятся на сервере, обработка данных и их визуализация производится на компьютере клиента. В этой модели дисковое пространство сервера является продолжением дискового пространства компьютера клиента, а сеть выступает как связующее звено файловых систем.

Однако этот подход имеет много недостатков: большой сетевой трафик, неэффективность использования ресурсов сервера, примитивная обработка транзакций, нагрузка на компьютер клиента и т.д. Поэтому возникла альтернативная архитектура, получившая название «клиент-сервер»: данные хранятся и обрабатываются на сервере, визуализация производится на компьютере клиента. При этом громоздкое и дорогое ПО исполняется на сервере, который в этом случае называется сервером приложений. На компьютере клиента остается только ПО, предназначенное для организации связи с сервером, формирования запросов и визуализации данных.

Две модели архитектуры обусловили появление аппаратных серверов двух крайних типов: оптимизированных на работу с файлами и на проведение вычислений. Первому типу соответствуют устройства со сравнительно слабым процессором, но развитой дисковой и сетевой подсистемами, нацеленными на быструю выдачу практически готовых данных; второй тип может иметь много мощных процессоров и способен выполнить большой объем вычислений в сжатые сроки.

С другой стороны, существует классификация серверов, определяющаяся масштабом сети, в которой они используются: сервер рабочей группы, сервер отдела или сервер масштаба предприятия (корпоративный сервер). Эта классификация весьма условна. Например, размер группы может меняться в диапазоне от нескольких человек до нескольких сотен человек, а сервер отдела обслуживать от 20 до сотен пользователей. Очевидно, в зависимости от числа пользователей и характера решаемых ими задач, требования к составу оборудования и программного обеспечения сервера, к его надежности и производительности сильно варьируются. Кроме этого, деление серверов согласно приведенной классификации является сиюминутным – серверы, находящиеся сегодня на уровне предприятия, через год-два не смогут претендовать на уровень отдела. Тем не менее, данная классификация достаточно полезна, поскольку интегрирует в себя много различных параметров, основной из которых – производительность.

Производительность сервера определяется производительностью и сбалансированностью его трех основных подсистем: процессорной, дисковой и сетевой. Как правило, для серверов характерны минимальные требования к производительности мультимедийных компонент – графической и аудио подсистем. Важным для серверов является оснащение достаточно мощными блоками питания для возможности установки дополнительных плат расширения и дисковых накопителей, а также устройствами бесперебойного питания.

В силу характера решаемых задач производительность процессорной подсистемы сервера зависит не столько от мощности используемых процессоров, сколько от их количества, объема кэш-памяти (имеющейся внутри процессора и внешней), типа и объема оперативной памяти, а также от быстродействия шины и набора микросхем системной логики. Процессоры для серверов имеют, как правило, укороченный конвейер (для более быстрого переключения контекстов) и увеличенный объем внутренней кэш-памяти. Данные процессоры, такие, как Intel Xeon или AMD Opteron, составляют отдельный сегмент рынка микропроцессоров.

В настоящее время однопроцессорные ЭВМ используются лишь в качестве серверов начального уровня. Начиная с уровня отдела, применяются двух-, четырех- и восьмипроцессорные конфигурации, а уровень предприятия представлен серверами, содержащими несколько десятков процессоров. Таким образом, в большинстве своем серверы являются многопроцессорными вычислительными системами. Память у всех процессоров общая, построенная на основе архитектур SMP или NUMA, сервер управляется одной операционной системой. Более подробно данные архитектуры будут рассмотрены в главе «Параллельные вычислительные системы».

Быстродействие дисковой подсистемы определяется используемыми жесткими дисками, контроллером и применяемым интерфейсом. Обычно в серверах устанавливаются SCSI-диски, обеспечивающие высокую эффективность передачи данных. Их сильная сторона - способность выстраивать запросы на обслуживание в очередь и выполнять их таким способом, который оптимизирует перемещение головок по цилиндрам, что в среднем приводит к более быстрому обмену данными. Кроме того, шины SCSI позволяют подключить к системе большее число дисков - в сравнении с IDE-стандартом, широко распространенным в настольных системах.

В серверах широко применяется организация дисков в RAID-массивы, которая повышает производительность подсистемы, ее отказоустойчивость или и то и другое.

Третьей важнейшей компонентой серверов является сетевая подсистема. В зависимости от уровня сервера используются различные типы и количество сетевых адаптеров. В серверах рабочих групп и отдела применяются 1-2 адаптера массового производства (такие, как Fast Ethernet или GigaEthernet). Сервер уровня предприятия содержит несколько высокопроизводительных сетевых адаптеров средней серийности, таких, как Myrinet или Infiniband.

Одна из основных тенденций в развитии серверостроения – размещение все большей вычислительной мощности во все меньшем объеме. При этом подсистема хранения данных выделяется в отдельное устройство, связанное с сервером высокопроизводительной сетью передачи данных. Оказалось гораздо удобнее сосредоточить множество таких устройств в специально выделенном помещении, как правило, очень небольшой площади и смонтировать их в стандартную 19-дюймовую стойку. Многие производители выпускают серверы, которые по выбору покупателя могут трансформироваться из стоечного в пьедестальное исполнение и наоборот.

Следующий шаг в этом направлении – появление «серверов-лезвий» (blade) , еще больше увеличивающих удельную вычислительную мощность. Это достигается благодаря переходу к компактным одноплатным серверам, вставляемым в общее шасси, которое монтируется в стандартную 19-дюймовую стойку. Кроме выгод, связанных с экономией площадей, подобный подход несколько облегчает проблему охлаждения, так как серверы в шасси располагаются вертикально и появляется возможность использовать конвективные потоки воздуха.

На плате располагаются до четырех процессоров, память, набор микросхем и один или два жестких диска. Общаются между собой серверы по шинам, расположенным на объединительной плате. Обычно используются такие интерфейсы, как Gigabit Ethernet, FibreChannel и Myrinet. В шасси в зависимости от компоновки может входить до 16 одноплатных компьютеров, один или два из которых выполняют функции управления системой. По мере роста потребностей в вычислительной мощности в шасси можно вставлять дополнительные серверы.

Мэйнфреймы

Мэйнфрейм - это синоним понятия «большая универсальная ЭВМ». Слово «мэйнфрейм» появилось в 70‑80‑е годы 20-го века, когда большие универсальные ЭВМ состояли из центрального процессора и множества подсистем: дисковых, ленточных, терминальных контроллеров и т.п. Практически все фирмы, которые производили подобную технику (основная доля рынка приходилась на продукцию IBM, Hitachi, Amdahl), придерживались примерно одинаковой архитектуры. Каждая из подсистем ЭВМ располагалась в отдельной стойке. Отсюда и название «мэйнфрейм» (main frame – «главная стойка»): оно закрепилось за центральной стойкой, где находился процессор.

Мэйнфреймы и до сегодняшнего дня остаются наиболее мощными (не считая супер-ЭВМ) вычислительными системами общего назначения, обеспечивающими непрерывный круглосуточный режим эксплуатации. Они могут включать один или несколько процессоров, каждый из которых, в свою очередь, может оснащаться векторными сопроцессорами. Прогресс в области элементно-конструкторской базы позволил существенно сократить габариты основных устройств. Наряду со сверхмощными мэйнфреймами, требующими для охлаждения принудительной воздушной вентиляции, существуют модели, построенные по блочно-модульному принципу и не требующие специальных помещений и кондиционеров.

Основными поставщиками мэйнфреймов являются известные компьютерные компании IBM, Amdahl, ICL, Siemens Nixdorf и некоторые другие, но ведущая роль безусловно принадлежит компании IBM. Именно архитектура системы IBM/360, выпущенной в 1964 году, и ее последующие поколения стали образцом для подражания. В нашей стране в течение многих лет выпускались машины серии ЕС ЭВМ, являвшиеся отечественным аналогом этой системы.

В архитектурном плане мейнфреймы представляют собой, как правило, многопроцессорные системы, содержащие один или несколько центральных и периферийных процессоров с общей памятью, связанных между собой высокоскоростными магистралями передачи данных. При этом основная вычислительная нагрузка ложится на центральные процессоры, а периферийные процессоры обеспечивают работу с широкой номенклатурой периферийных устройств.

Основная ориентация мэйнфреймов - централизованная модель вычислений и работа под управлением патентованных операционных систем, основное назначение – непрерывное обслуживание интенсивного потока транзакций. Первоначально мэйнфреймы имели ограниченные возможности для объединения в единую систему с использованием оборудования различных фирм-поставщиков. Однако повышенный интерес потребителей к открытым системам, построенным на базе международных стандартов и позволяющим достаточно эффективно использовать все преимущества такого подхода, заставил поставщиков мэйнфреймов существенно расширить возможности своих операционных систем в направлении совместимости. В настоящее время они демонстрирует свою «открытость», обеспечивая соответствие со спецификациями POSIX 1003.3, возможность использования протоколов межсоединений OSI и TCP/IP или предоставляя возможность работы на своих компьютерах под управлением операционной системы UNIX собственной разработки.

Стремительный рост производительности персональных компьютеров, рабочих станций и серверов создал тенденцию перехода с больших универсальных ЭВМ на компьютеры менее дорогих классов: рабочие станции и многопроцессорные серверы. Эта тенденция получила название «разукрупнение» (downsizing). Однако этот процесс в самое последнее время несколько замедлился. Основной причиной возрождения интереса к мэйнфреймам эксперты считают сложность перехода к распределенной архитектуре «клиент-сервер», которая оказалась выше, чем предполагалось.

Основным недостатком мэйнфреймов является относительно невысокое значение показателя «производительность/стоимость». Для распределенных сред, состоящих из многопроцессорных серверов и рабочих станций, данный показатель значительно выше. Но при этом следует помнить, что мэйнфреймы обеспечивают высочайший уровень надежности, готовности и информационной безопасности, достижение и, особенно, поддержание которого в распределенных средах требует значительных дополнительных затрат. При условии соблюдения высочайших требований по надежности, готовности и информационной безопасности мэйнфреймы имеют самую низкую стоимость владения по сравнению с другими архитектурами, что практически компенсирует высокие первоначальные затраты на приобретение системы.

Таким образом, основная область применения мэйнфреймов – высоконадежная централизованная высокопроизводительная обработка массированного потока транзакций. Поэтому основными потребителями подобной техники являются крупные компании - банковские, промышленные, транспортные и т.п., выбор которых, помимо рассмотренных аспектов, определяет важнейшее преимущество мэйнфреймов перед остальными вычислительными системами – более чем сорокалетняя преемственность систем. Примером служит архитектурная линия IBM - S/360, S/370, S/390, которая постоянно развивается. Модели ЭВМ сменяют одна другую, а накопленное программное обеспечение продолжает успешно функционировать.

К примеру, крупнейшая американская железнодорожная компания Union Pacific работает на приложениях, которые были разработаны в 60-е и 70-е годы прошлого века. Поскольку за прошедшие годы ни география, ни инфраструктура компании принципиально не поменялись, специалисты Union Pacific просто наращивают созданную систему, обновляя модели используемых мэйнфреймов.

В мире существует огромная инсталлированная база мэйнфреймов, на которой работают десятки тысяч прикладных программных систем. Отказаться от годами наработанного программного обеспечения просто неразумно. Поэтому не наблюдается снижения продаж больших универсальных ЭВМ. Эти системы, с одной стороны, позволяют модернизировать существующие системы, обеспечив сокращение эксплуатационных расходов, с другой стороны, создают новую базу для наиболее ответственных приложений.

Супер-ЭВМ

Согласно ГОСТ 15971-90 под супер-ЭВМ(суперкопьютером) понимается ЭВМ, относящаяся к классу ВМ, имеющих самую высокую производительность, которая может быть достигнута на данном этапе развития технологии, и, в основном, предназначенных для решения сложных научно-технических задач. Суперкомпьютер - это ЭВМ мелкосерийного или штучного выпуска, многократно превосходящая по вычислительной мощности массово выпускаемые компьютеры. Конкретная, численно выраженная грань быстродействия, отделяющая супер-ЭВМ от остальных ЭВМ, довольно размыта и быстро смещается по мере непрерывного прогресса в области производства процессоров. Поэтому отличительными признаками супер-ЭВМ будем полагать следующие:

· супер-ЭВМ не является изделием массового выпуска, и, следовательно, при ее изготовлении и применении используются уникальные технологии, более дорогие и, возможно, менее удобные, чем массовые технологии;

· суперкомпьютер – это ЭВМ, ориентированная на вычисления, на заметное, минимум на порядок, снижение времени выполнения сложных расчетов по сравнению с персональными ЭВМ или рабочими станциями.

Именно ориентация на вычисления является главным отличительным признаком супер-ЭВМ от мэйнфреймов, основным назначением которых является обработка транзакций.

Понятие «супер-ЭВМ» появилось одновременно с началом серийного производства компьютеров. С этого времени для решения особо сложных, стратегических задач стали применяться самые передовые технологии, которые в силу своей сложности и дороговизны не были конвейерными. Примерно до середины 80-х годов 20-го столетия речь шла почти исключительно о технологиях производства процессоров, и с высокой степенью точности можно было утверждать, что супер-ЭВМ – это ЭВМ, оснащенная специальным, особо мощным (и потому – особо дорогим) процессором.

Ситуация изменилась, когда в 1989 году фирма Intel выпустила однокристальный микропроцессор i860, сравнимый по производительности с еще действовавшей в то время супер-ЭВМ Cray-1. Стало ясно, что с этого времени все процессоры будут только однокристальными, и это означает завершение 30-летней эпохи особо мощных и дорогих, изготавливаемых из отдельных элементов процессоров. Любую технологию повышения быстродействия процессора стало возможно реализовать на одном кристалле и за короткое время довести до крупносерийного выпуска. Поскольку производство микропроцессоров по своему существу является конвейерным и довольно дешевым, процессоры перестали делиться на «массовые и дешевые» и «особо мощные и дорогие».

Для создания супер-ЭВМ в этих условиях остался единственный путь – объединение многих процессоров для параллельного решения одной особо сложной задачи. С этого момента любая супер-ЭВМ обязательно стала представлять собой параллельную многопроцессорную вычислительную систему. Поэтому более подробно архитектура и структура супер-ЭВМ будут рассмотрены в разделе «Параллельные вычислительные системы».

Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Следующая