Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем (2005) (1186253), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Вычислительные приборы и устройства...В аппаратурном отношении для них характерно широкое использование интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой емкостью в десятки мегабайт (рис. 1.3, б).С точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, использующие общую память и общее поле внешних устройств. Быстродействие составляет до нескольких десятков миллионов операцийв секунду, емкость оперативной памяти порядка 1—512 Мбайт.Для них характерны:• применение персональных компьютеров (ПК);• телекоммуникационная обработка данных;• компьютерные сети;• широкое применение систем управления базами данных;• элементы интеллектуального поведения систем обработкиданных и устройств.В компьютерах пятого поколения предположительно долженпроизойти качественный переход от обработки данных к обработкезнаний.Архитектура компьютеров будущего поколения будет содержатьдва основных блока.
Один из них — это традиционный компьютер,однако лишенный связи с пользователем. Эту связь осуществляетинтеллектуальный интерфейс. Будет также решаться проблема децентрализации вычислений с помощью компьютерных сетей.Сферы применения и методы использованияЗдесь ЭВМ можно разделить на следующие группы (рис 1 4,табл. 1.4).Суперкомпьютер (supercomputer) — предназначен для высокоскоростного выполнения прикладных процессов. В 1976 г.
корпорацияCray Research изготовила первый сверхбыстродействующий компьютер, образовав новый класс компьютеров. Первоначально CrayResearch предполагала, что потребность в таких компьютерах будетнебольшой, однако она увеличивается, и особенно в последниегоды. Кроме этого, производители суперкомпьютеров постоянноулучшали показатель стоимость/производительность. Появился иполучил большую популярность новый класс — супермини-компьютеры.
Это уменьшенные по габаритам и более экономичные варианты суперкомпьютеров, нередко настольного исполнения.I271.2. Классы вычислительных машинТаблица 1 4 Классификация ЭВМ по производительности и габаритнымхарактеристикамКласс ЭВМСуперЭВМ,суперкомпьютер, вычислительная система (ВС)ОсновноеназначениеОсновные технические данныеОбщий вид ЭВМПредназначен для Имеет скалярные и векторныевысокоскоростного процессоры Совместная работапроцессоров основывается навыполнения прикладных процессов различных архитектурахColumbiaСуперминиЭВММногопультовыевычислительныесистемыМультипроцессорная архитектура, позволяющая подключениедо нескольких сот терминалов(наличие наращиваемых дисковых запоминающих устройств)HP LD PROБольшие ЭВМ Обработка больших Мультипроцессорная архитекту(мэйнфреймы - объемов данныхра, позволяющая подключениеmainframe)крупных предпри- нескольких сот рабочих местятий и организацийIBM-360Мини-ЭВМСистемы управле- Однопроцессорная архитектура,ния предприятиями разветвленная система периферийных устройств(ограниченныевозможности, обработка словменьшей длины и т д )VAXГлава 1.
Вычислительные приборы и устройства...Окончание табл 1 4ОсновноеназначениеМикроЭВМ,настольныйперсональныйкомпьютер(ПК)Основные технические данныеСистемы автоматизированного проектирования, системыавтоматизации эксперимента, индустриальные процессыидрВысокое быстродействие процессора, емкость оперативногозапоминающегоустройства32-64 Мбайт, специализированная система периферийных устройствИндивидуальноеобслуживаниеЦентральный блок с одним илинесколькими процессорами, монитор, акустическая система,клавиатура, электронное перо спланшетом, устройство вводаинформации, принтеры, жесткиедиски, гибкие диски, магнитныеленты, оптические диски и прПереноснойПК «наколенник» (laptop)Малогабаритный книжного размера портативный вариант стационарного персонального компьютераБлокнотныйПК, ноутбук(notebook)Модели могут иметь процессорPentium, оперативную память до96 Мбайт жесткий диск до9 Гбайт, встроенные компакт-диск и факс-модем, дисплейжидкокристаллический,время работы от собственногоисточника питания от 2 до 8 чКарманныйкомпьютер«наладонник(palmtop)Оперативная память выполняетфункцию долговременной памяти, размером в несколько МбайтЖесткий диск отсутствует Работает под управлением WindowsСЕ, имеет интерфейс с другимикомпьютерами, встроенные интегрированные системы, жидкокристаллический дисплейОбщий вид ЭВМ1.2.
Классы вычислительных машин29Персональныйкомпьютер (ПК)Рис. 1.4. Классификация по сферам применения и методам использованияСуперкомпьютер может иметь один процессор, и тогда в немодна последовательность команд работает с одним потоком данных.Вместе с этим большие скорости обработки данных можно получитьлишь в многопроцессорных системах. Поэтому во всех последующих архитектурах степень параллельной обработки возрастает.
Растет соответственно и число входящих в суперкомпьютер процессоров В дополнение к обычным (скалярным) подключаются векторные процессоры. В первом случае обрабатываются скалярныевеличины, а во втором — векторные.Внедрение суперкомпьютеров долго сдерживалось отсутствиемразвитого программного обеспечения. В настоящее время ситуацияизменяется, появились языки, предназначенные для параллельнойобработки, все больше предлагается эффективных операционныхсистем. Суперкомпьютеры выпускаются значительным числомфирм.
Корпорация IBM создала суперкомпьютер в одном кристаллеинтегральной схемы (ИС).Базовый (большой) компьютер — mainframe — основной тип компьютера, используемый в больших информационных сетях, работаетс большой скоростью и по производительности уступает суперкомпьютеру, но охватывает более широкий круг решаемых задач. С другой стороны, он превосходит мини-компьютер по скорости работыи сложности выполняемых прикладных процессов. Мэйнфрейм обладает относительно большой оперативной памятью и предоставляет свои ресурсы через коммуникационную сеть большому числупользователей.
Вследствие сказанного, базовые компьютеры принимают на себя основные потоки обработки данных. Нередко под базовым компьютером понимают лишь центральную часть крупногоI30Глава 1. Вычислительные приборы и устройства.компьютера, включающую процессоры и оперативное запоминающее устройство.В связи с развитием архитектуры клиент—сервер базовые компьютеры стали нередко использоваться в качестве серверов.
Интеграция средств распределенной обработки данных с большими базовыми компьютерами обеспечивает эффективную обработку данныхв корпоративных сетях. Базовые компьютеры не только функционируют как крупные серверы, но обеспечивают автоматизацию процессов, протекающих в сети.Мини-компьютер — minicomputer — компьютер с ограниченнымивозможностями обработки данных. По сравнению с базовым компьютером мини-компьютер работает со словами меньшей длины, имеет ограниченную оперативную память и относительно небольшоебыстродействие.
Поэтому мини-компьютер используется для решения более простых задач, чем базовый. Но по сравнению с последним мини-компьютер имеет небольшую стоимость, размеры и проще в эксплуатации. Термин «мини-компьютер» появился тогда, когда не было персональных компьютеров.
Теперь же существуюттакие персональные компьютеры, которые превосходят даже базовые компьютеры восьмидесятых годов. Поэтому рассматриваемыйтермин применяется все реже, уступая понятиям рабочая станция иперсональный компьютер.Рабочая станция — workstation — абонентская система, специализированная на выполнение определенных задач пользователя.Первая рабочая станция, названная Сетевым изделием Станфордского университета (SUN), была создана корпорацией SUNMicrosystems, под девизом «сеть есть компьютер». Это связано стем, что рабочая станция в своей основе предназначена для работыв информационной сети. Рабочая станция, нередко именуемая рабочим местом, создается на базе малого, но достаточно мощногонастольного либо напольного компьютера.
Для этого разрабатывается архитектура рабочей станции, подбираются необходимые устройства (процессоры, запоминающие устройства, графопостроители, принтеры и т. д.). Создается нужное программное обеспечение,станция включается в сеть. Она предназначается для любого специалиста (программиста, системотехника, менеджера, исследователяи др.).
Рабочая станция занимает среднее место среди компьютерови характеризуется многозадачностью — режимом, при котором пользователь может запускать несколько задач. Это позволяет выполнятьгруппу прикладных процессов.Важное значение в архитектуре рабочей станции имеет визуализация информации. Она заключается в создании условий для фор-1.2.
Классы вычислительных машин31мирования и обработки изображений. Это позволяет пользователямне только удобно отображать на экране физические объекты, нотакже строить модели, манипулировать ими и наблюдать ход экспериментов в реальном масштабе времени.Все большее распространение получают рабочие станции с комбинированным сервисом. Они имеют широкий набор устройствсвязи с внешней средой:• измерительные приборы;• устройства видеоввода и микрофоны;• оптические диски;• клавиатуры и сенсорные устройства.В рабочих станциях часто используются графические акселераторы (платы, содержащие процессоры, специализирующиеся по обработке изображений). Акселераторы выполняют геометрическиепреобразования двухмерных изображений в трехмерные изображения, учитывая ряд сложных требований, таких, например, как движущиеся источники света на экранах, отображение особенностейструктуры поверхностей объектов.
Акселераторы повышают стоимость станций, но резко увеличивают скорость выполнения имисложных прикладных процессов. Широкую известность получилирабочие станции корпораций SUN Microsystems и Silicon Graphics.Микрокомпьютер (microcomputer) — устройство, созданное наоснове одного либо нескольких микропроцессоров. Существует дваподхода к определению микрокомпьютера. Первый из них заключается в том, что под микрокомпьютером понимается одна либо несколько сверхбольших интегральных схем.
Для этого схемы должнысодержать все логические элементы, необходимые для полученияполноценного компьютера небольшой производительности. Во втором подходе микрокомпьютером называется любой компьютер, вкотором основными компонентами являются микропроцессоры.В дальнейшем эти ЭВМ стали именовать персональными компьютерами (ПК). В этой связи под микрокомпьютером чаще всего понимают устройство, созданное на одной либо группе интегральныхсхем.
Для этой цели нередко бескорпусные интегральные схемыгруппируются в одном корпусе. Что же касается высокопроизводительного персонального компьютера, то в нем может использоваться группа микрокомпьютеров. Микрокомпьютеры также широкоиспользуются в технологии производства и в разнообразной аппаратуре автоматического управления.Персональный компьютер (ПК) — personal computer (PC) — недорогой компьютер, созданный на базе микропроцессора. ПК илиперсональные электронные вычислительные машины (ПЭВМ) в32Глава 1- Вычислительные приборы и устройства...ряду компьютеров характеризуются небольшими размерами и массовым производством. Это позволяет делать их широкодоступнымтоваром, обеспечивающим обработку различной информации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
