Тема 1_ 2010 (540205), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Напомним, что задачи искусственного интеллекта предполагают получение неточного результата, а чаще всего осредненного в статистическом, вероятностном смысле.Примеров подобных задач много: задачи робототехники, доказательства теорем, машинного перевода текстов с одного языка на другой, планирования с учетом неполной информации,составления прогнозов,моделирования сложных процессов и явлений и т.д.Это направление все больше набирает силу.

Во многих областях науки и техникисоздаются и совершенствуются базы данных и базы знаний, экспертные системы. Длятехнического обеспечения этого направления нужны качественно новые структуры ЭВМ сбольшим количеством вычислителей (ЭВМ или процессорных элементов), обеспечивающихпараллелизм в вычислениях. По существу, ЭВМ уступают место сложнейшимвычислительным системам – массово- параллельным, суперкомпьютерам и др.Уже это небольшое перечисление областей применения ЭВМ показывает, что длярешения различных задач нужна соответственно и различная вычислительная техника.Поэтому рынок компьютеров постоянно имеет широкую градацию классов и моделей ЭВМ.Фирмы-производители средств ВТ очень внимательно отслеживают состояние рынка ЭВМ.Они не просто констатируют отдельные факты и тенденции, а стремятся активновоздействовать на них и опережать потребности потребителей. Так, например, фирма IBM,выпускающая примерно 80% мирового машинного “парка”, в настоящее время выпускает восновном четыре класса компьютеров, перекрывая ими широкий класс задачпользователей.• Большие ЭВМ (mainframe), которые представляют собой многопользовательскиемашины с центральной обработкой, с большими возможностями для работы с базамиданных, с различными формами удаленного доступа.Казалось, что с появлением быстропрогрессирующих ПЭВМ большие ЭВМ обречены навымирание.

Однако они продолжают развиваться и выпуск их снова стал увеличиваться ,хотя их доля в общем парке постоянно снижается. По оценкам IBМ, около половины всегообъема данных в информационных системах мира должно храниться именно на большихмашинах. Новое их поколение предназначено для использования в сетях в качестве крупныхсерверов. Начало этого направления было положено фирмой IBM еще в 60-е годы выпускоммашин IBM/360, IBM/370. Эти машины получили широкое распространение в мире.Серия машин S/390 продолжает эту линию. Она насчитывает более двух десятковмоделей:a) IBM S/390 Parallel Enterprise Server-Generation 3 (13 моделей) - призваны заменитьбольшие ЭВМ ранних моделей. Они позволяют задавать переменную конфигурацию (числопроцессоров - 1-10, емкость оперативной памяти - 512-81292 Мбайта, число каналов - 3-256);б) IBM S/ 390 Multiprise 2000 (тоже 13 моделей) - ориентированы на использование насредних предприятиях (число процессоров 1-5).Развитие ЭВМ данного класса имело большое значение для России.

В 1970-1990 гг.основные усилия нашей страны в области вычислительной техники были сосредоточены напрограмме ЕС ЭВМ (Единой системы ЭВМ), заимствовавшей архитектуру IBM 360/370.Было выпущено несколько десятков тысяч ЭВМ этой системы. Более пяти тысяч ЭВМ серииЕС еще продолжают работать в различных учреждениях и производствах. Большинство АСУверхнего уровня государственного управления в РФ (в силовых структурах, банках, натранспорте, связи и т.д.) оснащено этими машинами. Накоплен громадный программноинформационный задел, который следует рассматривать как элемент национальногодостояния (по стоимости) и элемент национальной безопасности (по стратегическойзначимости).

Поэтому принято решение на дальнейшее развитие этого направления. Послеподписания соглашения с фирмой IBM в марте 1993 г. Россия получила право производить23 новейшие модели-аналоги ЭВМ IBM S/390 с производительностью от 1,5 до 167 млн.операций в секунду. По расходам на управление и эксплуатацию эти машины оказываютсяэффективнее других вычислительных средств.• Машины RS/6000 - очень мощные по производительности и предназначенные дляпостроения рабочих станций для работы с графикой, Unix-серверов, кластерных комплексов.Первоначально эти машины предполагалось применять для обеспечения научныхисследований.• Средние ЭВМ, предназначенные в первую очередь для работы в финансовыхструктурах (ЭВМ типа AS/400 (Advanced Portable Model 3) -“бизнес-компьютеры”, 64разрядные).

В этих машинах особое внимание уделяется сохранению и безопасности данных,программной совместимости и т.д. Они могут использоваться в качестве серверов влокальных сетях.• Компьютеры на платформе микросхем фирмы Intel. IBM-совместимые компьютерыэтого класса составляют примерно 50% рынка всей компьютерной техники. Более половиныих поступает в сферу малого бизнеса. Несмотря на столь внушительный объем выпускаперсональных компьютеров этой платформы, фирма IBM развивает собственнуюальтернативную платформу, получившую название Power PC.

Это направление позволилозначительно улучшить структуру аппаратурных средств ПК, а значит, и эффективность ихприменения.Кроме перечисленных типов вычислительной техники, необходимо отметить классвычислительных систем, получивший название “суперЭВМ”. С развитием науки и техникипостоянно выдвигаются новые крупномасштабные задачи, требующие выполнения большихобъемов вычислений.

Особенно эффективно применение суперЭВМ при решении задачпроектирования, в которых натурные эксперименты оказываются дорогостоящими,недоступными или практически неосуществимыми. В этом случае ЭВМ позволяет методамичисленного моделирования получить результаты вычислительных экспериментов,обеспечивая приемлемое время и точность решения, т.е. решающим условиемнеобходимости разработки и применения подобных ЭВМ является экономическийпоказатель “производительность/стоимость”.

Например, при создании суперЭВМ GF-11(Gigaflop-11) с быстродействием 11 млрд. операций в секунду предварительные расчеты,проведенные фирмой IBM, показали, что применение этой системы позволит решить целыйкомплекс новых задач. Одной из таких задач было уточнение массы протона на основеквантовой хромодинамики - доминирующей теории, пытающейся описать первичнуюструктуру материи. При использовании новой ЭВМ должна была быть выполнена эта работаза 1,5 - 4 месяца с точностью 10%. Решение же этой задачи на существующейвычислительной технике требовало около 15 лет.

Еще одним примером крупномасштабныхзадач следует считать задачу разработки новых схем СБИС для следующих поколений ЭВМ.СуперЭВМ позволяют по сравнению с другими типами машин точнее, быстрее икачественнее решать подобные задачи, обеспечивая необходимый приоритет в разработкахперспективной вычислительной техники. Дальнейшее развитие суперЭВМ связывается сиспользованием направления массового параллелизма, при котором одновременно могутработать сотни и даже тысячи процессоров. Образцы таких машин уже выпускаютсянесколькими фирмами:• nCube (гиперкубическиеЭВМ),• Connection Machine,• Mass Par,• NCR/Teradata,• KSR,• IBM RS/6000,• MPP и др.Необходимо отметить и еще один класс наиболее массовых средств ЭВТ - встраиваемыемикропроцессоры.

Успехи микроэлектроники позволяют создавать миниатюрныевычислительные устройства, вплоть до однокристальных ЭВМ. Эти устройства,универсальные по характеру применения, могут встраиваться в отдельные машины, объекты,системы. Они находят все большее применение в бытовой технике (телефонах, телевизорах,электронных часах, микроволновых печах и т.д.), в городском хозяйстве (энерго-, тепло- ,водоснабжении, регулировке движения транспорта и т.д.), на производстве (робототехнике,управлении технологическими процессами). Постепенно они входят в нашу жизнь, всебольше изменяя среду обитания человека.Таким образом, можно предложить следующую классификацию средств вычислительнойтехники, в основу которой положено их разделение по быстродействию.• СуперЭВМ для решения крупномасштабных вычислительных задач, для обслуживаниякрупнейших информационных банков данных.• Большие ЭВМ для комплектования ведомственных, территориальных и региональныхвычислительных центров.• Средние ЭВМ широкого назначения для управления сложными технологическимипроизводственными процессами.

ЭВМ этого типа могут использоваться и дляуправления распределенной обработкой информации в качестве сетевых серверов.• Персональные и профессиональные ЭВМ, позволяющие удовлетворятьиндивидуальные потребности пользователей. На базе этого класса ЭВМ строятсяавтоматизированные рабочие места (АРМ) для специалистов различного уровня.• Встраиваемые микропроцессоры, осуществляющие автоматизацию управленияотдельными устройствами и механизмами.В настоящее время начинают широко использовать классификацию ЭВМ по ихиспользованию в сетях.Класс ЭВМ, используемый в сетях, можно разделить на группы: вычислительные системы (ВС); кластерные структуры (КС); серверы; сетевые компьютеры (СК).ЭВМ каждой из этих групп используются для:ВС – обслуживание крупных сетевых банков данных.КС – обслуживание многомашинных распределенных вычислительных систем.Серверы – управления тем или иным ресурсом сети (файлы, базы данных, приложения ит.д.)СК – организация пользовательского интерфейсаВысокие скорости вычислений, обеспечиваемые ЭВМ различных классов, позволяютперерабатывать и выдавать все большее количество информации, что, в свою очередь,порождает потребности в создании связей между отдельно используемыми ЭВМ.

Поэтомувсе современные ЭВМ в настоящее время имеют средства подключения к сетям связи икомплексирования в системы.Перечисленные типы ЭВМ, которые должны использоваться в индустриально развитыхстранах, образуют некое подобие пирамиды с определенным соотношением численностиЭВМ каждого слоя и набором их технических характеристик. Распределениевычислительных возможностей по слоям должно быть сбалансировано. Например, системаобработки данных, используемая на Олимпийских играх в Атланте, содержала: 4 большихЭВМ S/390,16 систем RS/6000, более 80 систем AS/400, более 7000 IBM PC, более 1000лазерных принтеров, более 250 локальных сетей Token Ring и др. Многие ПЭВМ имелисопряжение с датчиками скорости, времени и т.д.Требуемое количество для отдельной развитой страны, такой, как Россия, должносоставлять:суперЭВМ -100-200 шт.,больших ЭВМ - тысячи,средних - десятки и сотни тысяч,ПЭВМ - миллионы,встраиваемых микроЭВМ - миллиарды.Все используемые ЭВМ различных классов образуют машинный парк страны,жизнедеятельность которого и его информационное насыщение определяют успехиинформатизации общества и научно-технического прогресса страны.

Характеристики

Список файлов лекций