Э. Таненбаум - Архитектура компьютера (1127755), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Низкие цены ведут к появлению новых прикладных программ (никому не приходило в голову разрабатывать компьютерные игры, когда компьютер стоил 10 млн долларов). Новые прикладные программы приводят к возникновению новых компьютерных рынков и новых компаний. Существование всех этих компаний ведет к конкуренции между ними, которая, в свою очередь, порождает спрос на лучшие технологии. Круг замыкается. Еще один фактор развития компьютерных технологий — первый закон программного обеспечения, названный в честь Натана Мирвольда (р(аСЬап МуЬгуо!й), главного администратора компании М(сгозо(С.
Этот закон гласит: «Программное обеспечение — это газ. Он распространяется и полностью заполняет резервуар, в котором находится». В 80-е годы электронная обработка текстов осуществлялась программами типа Сгогг (именно программа Сгогг использовалась при создании этой книги). Программа Стой занимает несколько десятков килобайтов памяти. 44 Глава 1. Введение Современные электронные редакторы занимают десятки мегабайтов. В будущем, несомненно, они будут занимать десятки гигабайтов (в первом приближении приставки «кило», «мега» и «гига» означают «тысячу», «миллион» и «миллиард» соответственно; подробнее об этом см. раздел «Единицы измерения»). Программное обеспечение продолжает развиваться и порождает постоянный спрос на процессоры, работающие с более высокой скоростью, на память большего объема, на устройства ввода-вывода более высокой производительности.
С каждым годом происходит стремительное увеличение количества транзисторов на одной микросхеме. Отметим, что достижения в развитии других компонентов компьютера столь же велики. Например, у машины 1ВМ РС/ХТ, появившейся в 1982 году, объем жесткого диска составлял всего 10 Мбайт. Двадцать лет спустя в системах-наследниках РС/ХТ устанавливаются жесткие диски емкостью 100 Гбайт. Разница на четыре порядка стала возможной благодаря ежегодному приросту емкости в 58 %. Правда, подсчитать, насколько быстро происходит совершенствование жесткого диска, гораздо сложнее, поскольку тут есть несколько параметров (объем, скорость передачи данных, цена и т, д.), но измерение любого из этих параметров покажет, что показатели возрастают по крайней мере на 50 % в год.
Незаурядные достижения по части производительности дисков, равно как и то обстоятельство, что объем выручки от продажи дисков, выпущенных в Кремниевой долине, превысили аналогичный показатель по микросхемам процессоров, заставил Зла Хогланда (А1 Ноа81апб) предположить, что это место следовало бы назвать Железооксидной долиной (ведь именно этот материал является носителем информации на дисках). Крупные достижения наблюдаются также и в сфере телекоммуникаций и создания сетей. Меньше чем за два десятилетия мы пришли от модемов, передающих информацию со скоростью 300 бит/с, к аналоговым модемам, работающим со скоростью 56 Кбит/с, телефонным линиям 1БР)ч, где скорость передачи информации составляет 2 х 64 Кбит/с, и оптико-волоконным сетям, где скорость передачи уже больше чем 1 Тбит/с. Оптико-волоконные трансатлантические телефонные кабели (например, ТАТ-12/13) стоят около 700 млн долларов, действуют в течение 10 лет и могут передавать 300 000 звонков одновременно, поэтому себестоимость 10-минутной межконтинентальной связи составляет менее 1 цента.
Лабораторные исследования подтвердили, что возможны системы связи, работающие со скоростью 1 Тбит/с (10'2 бит/с) на расстоянии более 100 км без усилителей. Едва ли нужно упоминать здесь о развитии Интернета. Широкий спектр компьютеров Ричард Хамминг (К(сЬаг«1 Наппшпй), бывший исследователь из Ве11 1лЬогагопез, заметил, что количественное изменение величины на порядок ведет к качественному изменению.
Например, гоночная машина, которая может ездить со скоростью 1000 км/ч по пустыне Невада, коренным образом отличается от обычной машины, которая ездит со скоростью 100 км/ч по шоссе. Точно так же небоскреб в 100 этажей несопоставим с десятиэтажным многоквартирным домом. А если речь идет о компьютерах, то тут за три десятилетия количественные показатели увеличились не в 10, а в 1 000 000 раз.
Типы компьютеров 45 Развивать компьютерные технологии исходя из закона Мура можно двумя путями: создавать компьютеры все большей и большей мощности при постоянной цене или выпускать одну и ту же модель с каждым годом за меньшие деньги. Компьютерная промышленность идет по обоим этим путям, создавая широкий спектр разнообразных компьютеров. Очень примерная классификация современных компьютеров представлена в табл. 1.3. Таблица 1.3. Типы современных компьютеров.
Указанные цены приблизительны Цена, доллары Сфера применение Тип «Одноразовые» компьютеры 0,5 Поздравительные открытки Часы, машины, различные приборы Встроенные компьютеры (микроконтроллерьб Игровые комп~ютеры Персональные компьютеры Домашние компьютерные игры 50 Настольные и портативные компьютеры 500 Серверы Комплексы рабочих станций Мэйнфреймы Сетевые серверы Супермини-компьютеры Пакетная обработка данных в банке 5000 50 000-500 000 5 000 000 В следующих разделах мы рассмотрим свойства, присущие каждой из вышеперечисленных категорий.
Одноразовые компьютеры В самой верхней строчке табл. 1.3 находятся микросхемы, которые приклеиваются на внутреннюю сторону поздравительных открыток для проигрывания мелодий типа «Нарру В1ггЫау», свадебного марша или чего-нибудь подобного. Автору пока не доводилось наблюдать на прилавках открытки с соболезнованиями, играющие похоронный марш, но, поскольку идея сформулирована, можно ожидать появления и таких открыток. Тот, кто воспитывался на компьютерах стоимостью в миллионы долларов, воспринимает такие доступные всем компьютеры примерно так же, как доступный всем самолет.
Как бы то ни было, одноразовые компьютеры окружают нас. Вероятно, наиболее значимым достижением в этой области стало появление микросхем КР11) (Кайо Ггет1цепсу 1т1епгпйсасюп — радиочастотная идентификация). Теперь на безбатарейных микросхемах этого типа толщиной меньше 0,5 мм и себестоимостью в несколько центов устанавливаются крошечные приемопередатчики радиосигналов; кроме того, им присваивается уникальный 128-разрядный идентификатор.
При получении импульса с внешней антенны они за счет достаточно длинного радиосигнала отправляют ответный импульс со своим номером. В отличие от размера микросхем, спектр нх практического применения весьма значителен. Взять хотя бы снятие штрих-кодов с товаров в магазинах. Уже проводились испытания, в ходе которых производители снабжали все выпускаемые ими товары микросхемами Е!сЮ (вместо штрих-кодов).
При наличии таких микросхем 46 Глава 1. Введение покупатель может выбрать нужные продукты, положить их в корзину и, минуя кассу, выйти из магазина. По выходе считывающее устройство с антенной отсылает сигнал, заставляющий микросхемы на всех приобретенных товарах «рассказать» о себе, что они и делают путем беспроводной отсылки короткого импульса. Покупатель, в свою очередь, идентифицируется по микросхеме на его банковской/кредитной карточке. В конце каждого месяца магазин выставляет покупателю детализированный счет за все приобретенные за этот период товары.
Если действующая банковская/кредитная карта на микросхеме КН?) у покупателя не обнаруживается, звучит аварийный сигнал. Такая система не только позволяет избавиться от кассиров и очередей, но и защищает от краж — ведь прятать товары в карманах и сумках становится бессмысленно! Между прочим, в отличие от штрих-кодов, которые идентифицируют только тип товара, 128-разрядные микросхемы КНР идентифицируют каждый конкретный экземпляр товара. Иными словами, каждая упаковка аспирина в супермаркете снабжается уникальным кодом КГ1Р. Следовательно, если производитель аспирина обнаружит брак в одной из партий уже после ее появления в магазинах, он может оповестить об этом администрацию торговой сети, и каждый раз при покупке упаковки с идентификатором КНР, входящим в указанный < бракованный» диапазон, считывающее устройство будет генерировать звуковой сигнал.
Как бы то ни было, маркирование упаковок с аспирином, печенья и корма для животных — это лишь первый шаг в заданном направлении. Микросхемой ведь можно снабдить не только пакет собачьего корма, но и саму собаку! Уже сейчас многие собачники просят ветеринаров вживить в своих питомцев микросхемы КНП, чтобы в случае потери или кражи их можно было найти. Фермеры проделывают аналогичные операции с крупным рогатым скотом.
Очевидно, на очереди — услуги по имплантации микросхем в детей не в меру боязливых родителей. Можно пойти и дальше, вживляя микросхемы в тела всех новорожденных — чтобы их, не дай бог, не перепутали! Правительства и органы внутренних дел, естественно, найдут тысячи достойных поводов к введению повсеместной «микросхематизации».
В целом, все выпгеупомянутые примеры, полагаю, достаточно ярко иллюстрируют возможности КН0. Еще один полезный вариант применения микросхем КНР— это их установка на транспортных средствах. К примеру, если на каждом вагоне железнодорожного состава установлена микросхема, при его прохождении рядом со считывающим устройством подключенный к этому устройству компьютер может составлять список вагонов. Это позволит без труда отследить местонахождение каждого конкретного вагона, за счет чего поставщикам, заказчикам и администрации железной дороги станет существенно легче жить. Аналогичная схема применима и к большегрузным автомобилям. Водители легковых машин с помощью микросхем КНР могут платить за проезд по платным магистралям. Технология КНР также предусматривает возможность применения в багажных системах.
Недавно в аэропорту Хитроу (Лондон) прошло тестирование экспериментальной системы, снимающей большинство проблем, связанных с багажом пассажиров. Все сумки пассажиров, подписавшихся на эту услугу, снабжались микросхемами КНР, транспортировались по территории аэропорта отдельно от других и доставлялись напрямую в гостиницу. типы компьютеров 47 На самом деле, вариантов применения технологии КА!Р великое множество. Среди них — определение цвета кузовов автомобилей перед их покраской в цехе, изучение миграции животных, указание температурного режима стирки предметов одежды и т.
д, Микросхемы можно снабжать датчиками, в этом случае текугцие показания температуры, давления, влажности и многие другие параметры окружающей среды сохраняются в младших разрядах. Современные микросхемы КЕ1П предусматривают возможность долговременного хранения. На этом основании Европейский Центробанк принял решение наладить в ближайшие годы выпуск банкнот с вживленными микросхемами. Такие банкноты будут запоминать все «инстанции», через которые они прошли. Подобным способом предполагается решить сразу несколько проблем, в частности, осложнить жизнь фальшивомонетчикам, отслеживать место получения выкупов при похищении людей и движение денег, полученных в результате ограблений, а также усилить меры противодействия отмыванию денег с возможностью признания недействительными участвующих в подобных операциях купюр.
Поскольку деньги с микросхемами потеряют такое свойство, как анонимность, полиции будет проще отслеживать преступников по движению купюр, которыми они пользуются. В конце концов, зачем вживлять микросхемы в людей, если имн переполнены их кошельки? Правда, когда общественность в полной мере осознает возможности технологии КЕ1П, на эту тему следует ожидать бурных дискуссий. Технологическая основа КНВ стремительно развивается. Наиболее миниатюрные из микросхем этого типа пассивны (не содержат внутреннего источника питания), а их возможности ограничиваются передачей уникальных идентификаторов по внешним запросам. Более крупные микросхемы КЕ1Р активны, в них могут быть встроены аккумуляторы и элементарный компьютер, и, соответственно, они способны выполнять определенный набор вычислительных операций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
