Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации (2002) (1186248), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Сейчас микропроцессоры используются во всех без исключения классах компьютеров. Рассмотрим кратко современное состояние некого(зых классов компьютеров. Большие компьютеры Большие компьютеры за рубежом часто называют мэйнфреймами (та1 п1гаше); к ни и относят, как правило, компьютеры, имеющие: сз производительность не менее 100 М1Р5; о основную память емкостью от 512 до 10 000 Мбайт; о внешнюю память не менее 100 Гбайт; сг многопользовательский режим работы (обслуживают одновременно от 16 до 1000 пользователей). Основные направления эффективного применения мэйнфреймов — решение научно-технйческих задач, работа в вычислительных системах с пакетной обработкой информации, работа с большими базами данных, управление вычислительными сетями и их ресурсами.
Последнее направление — использование мэйнфреймов в качестве больших серверов вычислительных сетей — часто отмечается специалистами как наиболее актуальное. ПРИМЕЧАНИЕ Мэйнфреймы часто именуются большими серверами (серверами-мэйнфреймами). В принципе это допустимо, но иногда вносит путаницу в терминологию. Дело в том, что серверы — зто многопользовательские компьютеры, используемые в вычислительных сетях. Серверы обычно относят к микрокомпьютерам, но по своим характеристикам мощные серверы можно отнести и к малым компьютерам, и даже к мэйнфреймам, а суперсерверы приближаются к суперкомпьютерам.
Сервер — это классификационная группа компьютеров, выделяемая по сфере применения компьютеров, а микрокомпьютеры, малые компьютеры, мэйнфреймы, суперкомпьютеры — это классификационные группы компьютеров, выделяемые по размерам и функциональным возможностям. Ролоначальником современных больших компьютеров, по стандартам которых в последние несколько десятилетий развивались машины этого класса в большинстве стран мира, являются машины фирмы 1ВМ. Модели 1ВМ 360 и 1ВМ 370 с нх архитектурой и программным обеспечением взяты за основу и при создании отечественной системы больших машин ЕС ЭВМ.
Среди лучших разработок мэйнфреймов за рубежом следует в первую очередь отметить американские; 1ВМ 3090, 1ВМ 4300 (4331, 4341, 4361, 4381), пришедшие на смену ! ВМ 380 в 1979 году (2-е поколение мэйнфреймов); о 1ВМ Е5/9000, созданные в 1990 голу (3-е поколение мэйнфреймов); гз 5/390 и А8/400 (4-е поколение мэйнфреймов). Семейство мэйнфреймов 1ВМ ЕЯ/9000 (Е5 — Епгегрпзе 5узгегп) открывает семейство больших компьютеров, включающее 18 моделей компьютеров, реализованных на основе архитектуры 1ВМ 390; Архитектурные особенности вычислительных систем различных классов 49 гз младшая модель ЕЗ/9221 аког!е! 120 имеет основную память емкостью 256 Мбайт, производительность десятки М1Р8 и 12 каналов ввода-вывода; гэ старшая модель Е8/9021 шог!е! 900 имеет 6 векторных процессоров, основную память емкостью 9 Гбайт, производительность тысячи М! Р5 и 256 каналов ввода-вывода, использующих волоконно-оптические кабели.
В 1997 году 1ВМ завершила программу трансформации своих больших компьютеров на биполярных микросхемах в малогабаритные мэйнфреймы 8/390, использующие КМ ОП-микросхемы. Семейство 5/390 будет включать 14 моделей машин. Характеристики новых моделей по сравнению с характеристиками 3-го поколения мэйнфреймов улучшены примерно в 1,3 раза (объем оперативной памяти примерно удваивается — до 16 Гбайт). В семейство 8/390 входят мэйнфреймы от однопроцессорной модели с быстродействием 50 М!Р3 до 10-процессорной молели с ожидаемым быстродействием 500 М!РЯ. В настоящее время уже выпускаются модели 8/390 на процессорах С4 н С5, 8/390 Мн!Врпсе 2000. Для повышения произволительностн и лругих характеристик систем можно объединять до 32 машин 5/390 в кластеры по технологии 8/390 Рага!!е! 5узр!ех (создавая, по существу, суперкомпьютер).
Семейство Я/390 широко используется во всех странах мнра, в том числе н в Российской Федерации (большую партию машпн закупило, например, МПС РФ). ПРИМЕЧАНИЕ Более того, учитывая высокую квалификацию наших специалистов, фирма! ВМ доверила выполнять сборку моделей семейства В/390 на предприятиях РФ. В 1999 году была анонсирована система мэйнфреймов средней производительности А5/400, включаюшая в свой состав 12 моделей. Максимальная емкость оперативной памяти нового семейства составляет 16 Гбайт, а дисковой памяти— 2,1 Тбайт. В уже выпускаемых моделях А8/400 серий 720, 730 и 740 используется ло 12 процессоров Роч ег РС и Репсшгл П. В настояшее время «бизнес-компьютеры» А5/400 — самые популярные в мире.
Интенсивно закупаются ойи и в России банками, государственными структурами и прочими предприятиями. Популярность систеь ы обусловлена хорошим соотношением лровзводительность/цена, очень высокой надежностью (вероятность безотказной работы составляет 0,9994), хорошим программным обеспечением. Распространенными в мире являются и японские компьютеры М 1800 фирмы Рщ!гвн и М!!!епп!цгп фирмы Ашс!ах! (теперь дочернего предприятия корпорации Рщ!гзн), а также мэйнфреймы 8/', 9/', М2000 и С2000 немецкой фирмы Сошрагех 1п(оппабоп 8узсешз. Семейство мэйнфреймов М 1800 фирмы Рп)йсзц пришло в 1990 году на смену моделям Ъ' 780 и включает в себя 5 новых молелей: Мог!е1-20, 30, 45, 65, 85; старшие молели Мог!е1-45, 65, 85 — многопроцессорные компьютеры соответственно с 4, 6 н 8 процессорами; последняя, старшая модель имеет основную память емкостью 2 Гбайт и 256 каналов ввода-вывода.
Новое, 4-е поколение мэйнфрейлшв (преемник машин 3-го поколения М!11епшшп 400 и 500) фирма Агпс!а!т! стала выпускать в 1999 году. Пока выпускаются мо- Глава 2. Архитектура информационно-вычислительных систем дели М!11епп)шп 700 и 800; первые имеют производительность 685 М1Р5, а вторые — 1000 М1Р5 и содержат по 12 процессоров. Немецкая фирма Сошрагех выпускала мэйнфреймы 3-го поколения (сейчас поставляются зесопг(-'папг) системы): модели 8/Вх, 8/9х, 9/Вхх, 9/9хх, 99/ххх, содержащие до 8 процессоров, оперативную память до 8 Гбайт и имеющие производительность от 20 до 385 М1Р5. В настоящее время выпускаются мэйнфреймы 4-го поколения: М2000 и С2000, имеющие производительность соответственно до 990 и 870 М1Р5, объем оперативной памяти до 8000 и 16 000 Мбайт.
Среднее время наработки на отказ у этих систем чрезвычайно большое — 12 лет. По сравнению с машинами 3-го поколения существенно уменьшились габариты (конструктив 1-2 шкафа) и потребляемая мощность (8-процессорная модель М2000 потребляет 50 КВА, а 8-процессорная модель 99/ххх — 171 КВА и требует водяного охлаждения). На российских предприятиях используется большое количество мэйнфреймов Сошрагех, в частности в РАО «Газпром», в Главном управлении информационных ресурсов ФАПСИ и т.д. Зарубежными фирмами рейтинг мэйнфреймов определяется по многим показателям, среди них: 1з надежность, гз производительность; ьг емкость основной и внешней памяти; гг время обращения к основной памяти; Сг время доступа и трансфер внешних запоминающих устройств; гз характеристики кзш-памяти; сг количество каналов и эффективность системы ввода-вывода; гэ аппаратная и программная совместимость с друпгми компьютерами; сг поддержка сети и т.д.
Внешний вид типичного мэйнфрейма показан на рис. 2.8. Рис. 2.8. Внешний вид большой вычислительной машины Архитектурные особенности вычислительных систем различных классов 51 Достаточно подробное рассмотрение мэйнфреймов в настоящем разделе обусловлено тем, что современному пользователю компьютера, привыкшему к повсеместному засилью ПК, трудно объяснить, что бывает и другая вычислительная техника. По данным экспертов, на мэйнфреймах сейчас находится около 70 Ж «компьютерной» информации; только в СШЛ установлены сотни тысяч мэйнфреймов. Малые компьютеры Малые компьютеры (мини-ЭВМ) — надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по сравнению с мэйнфреймами возможностями. Мини-комиьютеры (и наиболее мощные из них сулермини-компьютеры) обладают следующими характеристиками: о производительность — до 1000 М1Р8; о емкость основной памяти — до 8000 Мбайт; о емкость дисковой памяти — до 1000 Гбайт; о число поддерживаемых полъзователей — 16 — 1024.
Все модели мини-компьютеров разрабатываются на основе микропроцессорных наборов интегральных микросхем, 32ч 64- и 128-разрядных микропроцессоров. Основные их особенности: 0 широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения; о аппаратная реализация большинства системных функций ввода-вывода информации; й простая реализация микропроцессорных и многомашинных систем; С1 высокая скорость обработки прерываний; й возможность работы с форматами данных различной длины.
К достоинствам мини-компьютеров можно отнести; й специфичную архитектуру с большой модульностью; ь» лучщее чем у мэйнфреймов соотношение производительность/цейя," Я повышенная точность вычислений. Мини-компьютеры ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных комплексов. Традиционная для подобных комплексов широкая номенклатура периферийных устройств дополняется блоками межпроцессорной связи, благодаря чему обеспечивается реализация вычислительных систем с изменяемой структурой.
Наряду с использованием мини-компьютеров для управления технологическими процессами, они успешно применяются для вычислений в многопользовательских вычислительных системах, в системах автоматизированного проектирования, в системах моделирования несложных объектов, в системах искусственного интеллекта. Родоначальником современных мини-компьютеров можно считать компьютеры РГ1Р-11 фирмы Г)ЕС (США), они явились прообразом и наших отечественных мини- ЭВМ вЂ” Системы Малых ЭВМ (СМ ЭВМ): СМ 1, 2, 3, 4, 1400, 1700 и т. д. В настоящее время семейство мини-компьютеров РОР-11 включает большое число моделей, Глава 2, Архитектура инФормационно-вычислительных систем Микрокомпьютеры Микрокомпьютеры весьма многочисленны и разнообразны. Среди них можно выделить несколько полклассов (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
