На головну

Питання Класифікація ЕОМ

  1.  C. Питання 41. Показники стану, руху і використання основних фондів
  2.  I. ДО ІСТОРІЇ ПИТАННЯ
  3.  I. Класифікація за наявністю функціональних груп
  4.  I. Розбір основних питань теми.
  5.  I. Лютнева революція і національне питання
  6.  II. Жовтнева революція і національне питання
  7.  III. Класифікація антибіотиків по спектру біологічної дії

Розглянемо деякі з найбільш популярних класифікацій:

? за принципом дії. Критерієм поділу обчислювальних машин тут є форма подання інформації, з якої вони працюють

1. аналогові (АВМ) - обчислювальні машини безперервного дії, працюють з інформацією, представленою в безперервній (аналогової) формі, т. Е. У вигляді безперервного ряду значень будь-якої фізичної величини (найчастіше електричного напруги).
 Аналогові обчислювальні машини дуже прості і зручні в експлуатації; програмування завдань для вирішення на них, як правило, нетрудомістке; швидкість вирішення завдань змінюється за бажанням оператора і може бути зроблена як завгодно великий (більше, ніж у ЦВМ), але точність рішення задач дуже низька (відносна похибка 2-5%). на АВМ найбільш ефективно вирішувати математичні завдання, містять диференціальні рівняння, які потребують складної логіки.

2. цифрові (ЦВМ) - обчислювальні машини дискретного дії, працюють з інформацією, представленою в дискретної, а точніше, в цифровій формі.

3. гібридні (ГВМ) - обчислювальні машини комбінованої дії, працюють з інформацією, представленою і в цифровій, і в аналоговій формі; вони поєднують в собі переваги АВМ і ЦВМ. ГВМ доцільно використовувати для вирішення завдань управління складними швидкодіючими технічними комплексами.
 Найбільш широке застосування отримали ЦВМ з електричним поданням дискретної інформації - електронні цифрові обчислювальні машини, зазвичай звані просто електронними обчислювальними машинами (ЕОМ), без згадки про їх цифровому характер.

? за призначенням

1. універсальні (Загального призначення) - призначені для вирішення найрізноманітніших технічних завдань: економічних, математичних, інформаційних та інших завдань, що відрізняються складністю алгоритмів і великим об'ємом оброблюваних даних. Вони широко використовуються в обчислювальних центрах колективного користування та в інших потужних обчислювальних комплексах.

2. проблемно-орієнтовані - Служать для вирішення більш вузького кола завдань, пов'язаних, як правило, з управлінням технологічними об'єктами; реєстрацією, накопиченням і обробкою відносно невеликих обсягів даних; виконанням розрахунків за відносно нескладним алгоритмам; вони володіють обмеженими у порівнянні з універсальними ЕОМ апаратними та програмними ресурсами. До проблемно-орієнтованим ЕОМ можна віднести, зокрема, всілякі керуючі обчислювальні комплекси

3. спеціалізовані - використовуються для вирішення вузького крута завдань або реалізації строго визначеної групи функцій. Така вузька орієнтація ЕОМ дозволяє чітко спеціалізувати їх структуру, істотно знизити їх складність і вартість при збереженні високої продуктивності та надійності їх роботи. До спеціалізованих ЕОМ можна віднести, наприклад, програмовані мікропроцесори спеціального призначення; адаптери і контролери, виконують логічні функції управління окремими нескладними технічними пристроями, агрегатами і процесами; пристрою узгодження і сполучення роботи вузлів обчислювальних систем.

? за розмірами і функціональними можливостями

1. надвеликі (СуперЕОМ)

2. великі

3. малі

4. міні

5. сверхмалі (МікроЕОМ)

До суперЕОМ відносяться потужні багатопроцесорні обчислювальні машини з швидкодією сотні мільйонів - десятки мільярдів операцій в секунду. Супер-комп'ютери використовуються для вирішення складних і великих наукових завдань (метеорологія, гідродинаміка і т. П.), В управлінні, розвідці, як централізованих сховищ інформації і т. Д.

Архітектура суперкомп'ютерів заснована на ідеях паралелізму и конвейеризации обчислень.

У цих машинах паралельно, тобто одночасно, виконується безліч схожих операцій (це називається мультипроцессорной обробкою). Таким чином, надвисокий швидкодія забезпечується не для всіх задач, А тільки для завдань,піддаються распараллеливанию.

Що таке конвейєрні обробка? Наведемо порівняння - на кожному робочому місці конвеєра виконується один крок виробничого процесу, а на всіх робочих місцях в один і той же час опрацьовуються різні вироби на всіляких стадіях. За таким принципом влаштовано арифметико-логічний пристрій суперкомп'ютера. Відмінною особливістю суперкомп'ютерів є векторні процесори, оснащені апаратурою для паралельного виконання операцій з багатовимірними цифровими об'єктами - векторами і матрицями. У них вбудовані векторні регістри і паралельний конвеєрний механізм обробки. Якщо на звичайному процесорі програміст виконує операції над кожним компонентом вектора по черзі, то на векторному - видає відразу векторні команди. Векторна апаратура дуже дорога, зокрема, тому, що потрібно багато надшвидкодіючої пам'яті під векторні регістри.

Поряд з векторно-конвеєрної системою обробки даних існує і скалярная система, заснована на виконанні звичайних арифметичних операцій над окремими числами або парами чисел. Строго кажучи, системи, що використовують скалярную обробку даних, за своєю продуктивністю поступаються суперЕОМ, але у них спостерігаються тенденції, характерні для високопродуктивних обчислювальних систем: необхідність розпаралелювання великих завдань між процесорами.

Типова модель суперЕОМ повинна мати приблизно такі характеристики:

o високопараллельних многопроцессорная обчислювальна система з швидкодією приблизно 100000 МFLOPS;

o ємність: оперативної пам'яті 10 Гбайт, дискової пам'яті 1-10 Тбайт (1 1000Гбайт);

o розрядність: 64; 128 біт.

Високопараллельних МПВС мають кілька різновидів:

o магістральні (Конвеєрні) МПВС, в яких процесори одночасно виконують різні операції над послідовним потоком оброблюваних даних; за прийнятою класифікацією такі МПВС відносяться до систем з багаторазовим потоком команд і однократним потоком даних (МКОД або МISD - Мultiple Instruction Single Data);

o векторні МПВС, в яких всі процесори одночасно виконують одну команду над різними даними - одноразовий потік команд з багаторазовим потоком даних (ОКМД або SIMD - Single Instruction Multiple Data);

o матричні МПВС, в яких МП одночасно виконують різні операції над кількома послідовними потоками оброблюваних даних - багаторазовий потік команд з багаторазовим потоком даних (МКМД або МIМD - Multiple Instruction Multiple Data).

В суперЕОМ використовуються всі три варіанти архітектури МПВС:

? структура МIМD в класичному її варіанті (наприклад, в суперкомп'ютері ВSP фірми Burroughs);

? паралельно-конвеєрна модифікація, інакше, ММISD, т. Е. Многопроцессорная (Мultiple) МISD-архітектура (наприклад, в суперкомп'ютері "Ельбрус 3");

? паралельно-векторна модифікація, інакше, МMISD, т. Е. Многопроцессорная SIMD-архітектура (наприклад, в суперкомп'ютері Сrау 2).

Найбільшу ефективність показала МSIMD-архітектура, тому в сучасних суперЕОМ найчастіше використовується саме вона (суперкомп'ютери фірм Cray, Fujitsu, NEC, Hitachi і ін.).

Перша суперЕОМ була задумана в 1960 р і створена в 1972 р (машина ILLIAC IV з продуктивністю 20 МFLOPS), а починаючи з 1974 р лідерство в розробці суперЕОМ захопила фірма Cray Research, випустивши ЕОМ Cray 1 продуктивністю 160 MFLOPS і обсягом оперативної пам'яті 64 Мбайт, а в 1984 р - ЕОМ Сrау 2, в повній мірі реалізувала архітектуру MSIMD і ознаменувала появу нового покоління суперЕОМ. Продуктивність Сrау 2 - 2000 MFLOPS, обсяг оперативної пам'яті - 2 Гб. Класичне співвідношення, бо критерій збалансованості ресурсів ЕОМ - кожному МFLOPS продуктивності процесора має відповідати не менш 1 Мбайта оперативної пам'яті.

В даний час в світі налічується кілька тисяч суперЕОМ починаючи від простеньких офісних Cray EL до потужних Cray 3, Cray 4, CrayY-MP C90 фірми Cray Research, Cyber ??205 фірми Control Data, SХ-3 і SХ-Х фірми NЕС, VP 2000 фірми Fujitsu (Японія), VРР 500 фірми Siemens (ФРН) і ін., продуктивністю кілька десятків тисяч МFlOPS.

Великі ЕОМ за кордоном найчастіше називають мейнфреймами (Mainframe). До мейнфреймів відносять, як правило, комп'ютери, що мають такі характеристики:

? продуктивність не менше 10 MIPS;

? основну пам'ять ємністю від 64 до 1000 Мбайт;

? зовнішню пам'ять не менше 50 Гбайт;

? розрахований на багато користувачів режим роботи (обслуговує одночасно від 16 до 1000 користувачів).

Мейнфрейми і до сьогоднішнього дня залишаються найбільш потужними (не рахуючи суперкомп'ютерів) обчислювальними системами загального призначення, що забезпечують безперервний цілодобовий режим експлуатації. Вони можуть включати один або декілька процесорів, кожний з яких, у свою чергу, може оснащуватися векторними сопроцессорами (прискорювачами операцій з суперкомп'ютерної продуктивністю). У нашій свідомості мейнфрейми все ще асоціюються з великими по габаритах машинами, які вимагають спеціально обладнаних приміщень з системами водяного охолодження і кондиціонування. Однак це не зовсім так. Прогрес в області елементно-конструкторської бази дозволив істотно скоротити габарити основних пристроїв. Поряд з надпотужними мейнфреймами, які вимагають організації двухконтурной водяної системи охолодження, є менш потужні моделі, для охолодження яких досить примусової повітряної вентиляції, і моделі, побудовані за блочно-модульним принципом і не потребують спеціальних приміщень і кондиціонерів.

Основними постачальниками мейнфреймів є відомі комп'ютерні компанії IBM, Amdahl, ICL, Siemens, Nixdorf і деякі інші, але провідна роль належить безумовно компанії IBM. Саме архітектура системи IBM / 360, випущеної в 1964 році, і її наступні покоління стали зразком для наслідування. У нашій країні протягом багатьох років випускалися машини ряду ЄС ЕОМ, що були вітчизняним аналогом цієї системи. В архітектурному плані мейнфрейми являють собоймногопроцессорние системи, що містять один або кілька центральних і периферійних процесорів із загальною пам'яттю, пов'язаних між собою високошвидкісними магістралями передачі даних. При цьому основна обчислювальна навантаження лягає на центральні процесори, а периферійні процесори (в термінології IBM - селекторні, блок-мультиплексні, мультиплексні канали та процесори телеобробки) забезпечують роботу з широкою номенклатурою периферійних пристроїв.

Вони призначені для вирішення широкого класу науково-технічних завдань і є складними і дорогими машинами. Їх доцільно застосовувати у великих системах при наявності не менше 200 - 300 робочих місць. Централізована обробка даних на мейнфрейми обходиться приблизно в 5 - 6 разів дешевше, ніж розподілена обробка при клієнт-серверному підході. відомий мейнфрейм S / 390 фірми IBM зазвичай оснащується не менше ніж трьома процесорами. Максимальний обсяг оперативного зберігання досягає 342 Терабайт. Продуктивність його процесорів, пропускна здатність каналів, обсяг оперативного зберігання дозволяють нарощувати число робочих місць в діапазоні від 20 до 200000 за допомогою простого додавання процесорних плат, модулів оперативної пам'яті і дискових накопичувачів. Десятки мейнфреймів можуть працювати спільно під керуванням однієї операційної системи над виконанням єдиного завдання.

До суперкомп'ютерів часто відносять і сервери.

сервер-потужний комп'ютер в обчислювальних мережах, який забезпечує обслуговування підключених до нього комп'ютерів і вихід в інші мережі.
 Залежно від призначення визначають такі типи серверів:
 Сервер додатків обробляє запити від всіх станцій обчислювальної мережі і надає їм доступ до загальних системних ресурсів (баз даних, бібліотекам програм, прінткрам, факсів та ін.).
 Файл-сервер-для роботи з базами даних і використання файлів інформації, що зберігаються в ній.
 Архіваціонний сервер-для резервного копіювання інформації в великих многосервісних мережах. Він використовує накопичувачі на магнітній стрічці (стриммери) зі змінними картриджами ємністю до 5 Гбайт. Зазвичай виконує щоденне автоматичне архівування інформації від підключених серверів і робочих станцій.
 Факс-сервер-для організації ефективної многоадресной факсимільного зв'язку, з декількома факсмодемнимі платами, зі спеціальним захистом інформації від несанкціонованого доступу в процесі передачі, з системою зберігання електронних факсів.
 Поштовий сервер-то ж, що і факс-сервер, але для організації електронної пошти, з електронними поштовими скриньками.
 Сервер друку-для ефективного використання системних принтерів.
 Сервер-телеконференцій-комп'ютер, який має програму обслуговування користувачів телеконференції і новинами, він також може мати систему автоматичної обробки відеозображень і ін.

Будь-який комп'ютер, якщо встановити на ньому соответствуещее мережеве програмне забезпечення, здатний стати сервером. Крім того, один комп'ютер одночасно може виконувати кілька функцій-бути, наприклад, поштовим сервером, сервером новин, сервером додатків і т. Д.

Основні напрямки ефективного застосування мейнфреймів - це рішення науково-технічних завдань, робота в обчислювальних системах з пакетною обробкою інформації, робота з великими базами даних, управління обчислювальними мережами і їх ресурсами. Останній напрям - використання мейнфреймів як великих серверів обчислювальних мереж часто відзначається фахівцями серед найбільш актуальних.

Малі ЕОМ (міні ЕОМ) - надійні, недорогі і зручні в експлуатації комп'ютери, які мають трохи більш низькими в порівнянні з мейнфреймами можливостями

Міні - ЕОМ (і найбільш потужні з них суперміні - ЕОМ) володіють наступними характеристиками:

? продуктивність - до 100 МIPS;

? ємність основної пам'яті - 4-512 Мбайт;

? ємність дискової пам'яті - 2-100 Гбайт;

? число підтримуваних користувачів-16-512.

Всі моделі міні-ЕОМ розробляються на основі мікропроцесорних наборів інтегральних мікросхем, 16-, 32-, 64-розрядних мікропроцесорів. Основні їх особливості: широкий діапазон продуктивності в конкретних умовах застосування, апаратна реалізація більшості системних функцій вводу-виводу інформації, проста реалізація мікропроцесорних та багатомашинних систем, висока швидкість обробки переривань, можливість роботи з форматами даних різної довжини.

До переваг міні-ЕОМ можна віднести: специфічну архітектуру з великою модульність, краще, ніж у мейнфреймів, співвідношення продуктивність / ціна, підвищена точність обчислень.

Міні-ЕОМ орієнтовані на використання в якості керуючих обчислювальних комплексів. Традиційна для подібних комплексів широка номенклатура периферійних пристроїв доповнюється блоками межпроцессорной зв'язку, завдяки чому забезпечується реалізація обчислювальних систем із змінною структурою.

Поряд з використанням для управління технологічними процесами міні-ЕОМ успішно застосовуються для обчислень в багатокористувацьких обчислювальних системах, в системах автоматизованого проектування, у системах моделювання нескладних об'єктів, в системах штучного інтелекту.

Родоначальником сучасних міні-ЕОМ можна вважати комп'ютери РDР-11 (Program Driven Processor - програмно-керований процесор) фірми DЕС (Digital Equipment Corporation - Корпорація дискретного обладнання, США), вони стали прообразом і наших вітчизняних міні-ЕОМ - Системи Малих ЕОМ (СМ ЕОМ): CM 1, 2,3,4,1400,1700 і ін.

мікрокомп'ютери - Це комп'ютери, в яких центральний процесор виконаний у вигляді мікропроцесора.

Просунуті моделі мікрокомп'ютерів мають кілька мікропроцесорів. Продуктивність комп'ютера визначається не тільки характеристиками застосовуваного мікропроцесора, але і ємністю оперативної пам'яті, типами периферійних пристроїв, якістю конструктивних рішень і ін.

Мікрокомп'ютери представляють собою інструменти для вирішення різноманітних складних завдань. Їхні мікропроцесори з кожним роком збільшують потужність, а периферійні пристрої - ефективність. Швидкодія - близько 1 - 10 мільйонів операцій у сек.

Різновид мікрокомп'ютера - мікроконтролер. Це засноване на мікропроцесорі спеціалізований пристрій, що вбудовується в систему керування технологічну лінію.

Персональні комп'ютери (ПК) - це мікрокомп'ютери універсального призначення, розраховані на одного користувача і керовані однією людиною.

Пеpсональний компьютеp повинен відповідати таким вимогам:

? вартість від кількох сотень до 5-10 тисяч доллаpов;

? наявність зовнішніх ЗУ на магнітних дисках;

? обсяг оперативної пам'яті не менше 4 Мбайт;

? наявність операційної системи;

? здатність працювати з програмами на мовах високого рівня;

? орієнтація на користувача-непрофесіонала (у простих моделях).

Портативні комп'ютери зазвичай потрібні керівникам підприємств, менеджерам, вченим, журналістам, яким доводиться працювати поза офісом - вдома, на презентаціях або під час відряджень.

Основні різновиди портативних комп'ютерів:

Laptop (Наколінник, від lap - Коліно і top - Поверх). За розмірами близький до звичайного портфелю. За основними характеристиками (швидкодія, пам'ять) приблизно відповідає настільним ПК. Зараз комп'ютери цього типу поступаються місцем ще меншим.

Notebook (Блокнот, записна книжка). За розмірами він ближче до книги великого формату. Має вагу близько 3 кг. Поміщається в портфель-дипломат. Для зв'язку з офісом його зазвичай комплектують модемом. Ноутбуки часто постачають приводами CD-ROM.

Багато сучасні ноутбуки включають взаємозамінні блоки зі стандартними роз'ємами. Такі модулі призначені для дуже різних функцій. В один і той же гніздо можна при необхідності вставляти привід компакт-дисків, накопичувач на магнітних дисках, запасну батарею або знімний вінчестер. ноутбук стійкий до збоїв в енергоживлення. Навіть якщо він отримує енергію від звичайної електромережі, в разі будь-якого збою він миттєво переходить на живлення від акумуляторів.

Palmtop (Наладонник) - найменші сучасні персональні комп'ютери. Вміщаються на долоні. Магнітні диски в них замінює незалежна електронна пам'ять. Немає і накопичувачів на дисках - обмін інформацією зі звичайними комп'ютерами йде лініях зв'язку. Якщо Palmtop доповнити набором ділових програм, записаних в його постійну пам'ять, вийде персональний цифровий помічник (Personal Digital Assistant).

Таким чином розрізняють наступні класифікації комп'ютерної техніки:

? по етапах розвитку (за їхніми);

? по архітектурі;

? по продуктивності;

? за умовами експлуатації;

? за кількістю процесорів;

? за споживчими властивостями і т. Д.

Чітких кордонів між класами комп'ютерів не існує. У міру вдосконалення структур і технології виробництва, з'являються нові класи комп'ютерів, межі існуючих класів істотно змінюються.

 




 Питання Коротка історія розвитку обчислювальної техніки (ОТ). |  Питання Поняття про машинному мовою |  Питання 3 Мова Паскаль. Структура Паскаль-програми. |  Питання Типи даних в мові Паскаль. |  Команда введення (зчитування) з клавіатури значення змінних під час роботи програми |  Питання Функції користувача в мові Паскаль. |  Питання Рекурсія. Рекурсивні функції. |  Питання Етапи розвитку мов програмування |  Питання Об'єктно-орієнтоване програмування. |  Питання Основні етапи моделювання. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати