Классификация современных электронно-вычислительных машин

Высокопараллельные  МПВС имеют несколько разновидностей: 

- магистральные (конвейерные)  МПВС, в которых процессоры одновременно  выполняют разные операции над  последовательным потоком обрабатываемых данных; по принятой классификации такие МПВС относятся к системам с многократным потоком команд и однократным потоком данных (МКОД или MISD) 

- векторные МПВС, в которых все процессоры одновременно  выполняют одну команду над различными данными – однократный поток команд с многократным потоком данных (ОКМД или SIMD). 

- матричные МПВС, в которых микропроцессоры одновременно  выполняют разные операции над  несколькими последовательными  потоками обрабатываемых данных (МКМД или MIMD). 

В суперЭВМ используются все три варианта архитектуры  МПВС:  

- структура MIMD в  классическом ее варианте (например, в суперкомпьютере BSP фирмы Burroughs 

- параллельно-конвейерная  модификация, иначе, MMISD, т.е. многопроцессорная  MISD- архитектура (например, в суперкомпьютере «Эльбрус 3»). 

- параллельно-векторная  модификация, иначе, MSIMD, т.е. многопроцессорная  SIMD-архитектура (например, в суперкомпьтере Cray 2). 

Наибольшую эффективность  показала MSIMD-архитектура, поэтому в  современных суперЭВМ чаще всего используется именно она (суперкомпьютеры фирм Cray, Fujistu, NEC, Hitachi и др.) 

2.2.2. Большие ЭВМ  за рубежом часто называют  мэйнфреймами (Mainframe). К мейнфреймам  относятся, как правило, компьютеры, имеющие следующие характеристики: 

производительность не менее 10 MIPS; 

основную память емкостью от 64 до 10000 MIPS; 

внешнюю память не менее 50 Гбайт; 

многопользовательский режим работы (обслуживают одновременно от 16 до 1000 пользователей). 

Основные направления  эффективного применения мейнфреймов – это решение научно-технических задач, работа в вычислительных системах с пакетной обработкой информации, работа с большими базами данных, управление вычислительными сетями и их ресурсами. Последнее направление – использование мейнфреймов в качестве больших серверов вычислительных сетей часто отмечается специалистами среди наиболее актуальных. 

Родоначальником современных  больших ЭВМ, по стандартам которой  в последние несколько десятилетий  развивались ЭВМ этого класса в большинстве стран мира, является фирма IBM.  

Среди лучших современных  разработок мейнфреймов за рубежом  в первую очередь следует отметить: американский IBM 390, IBM 4300, (4331, 4341, 4361, 4381), пришедшие на смену IBM 380 в 1979 году, и IBM ES/9000, созданные в 1990 году, а также японские компьютеры M 1800 фирмы Fujitsu. 

2.2.3. Малые ЭВМ  – надежные, недорогие и удобные  в эксплуатации компьютеры, обладающие  несколько более низкими по  сравнению с мейнфреймами возможностями. 

2.2.4. МикроЭВМ. Мини-ЭВМ  (и наиболее мощные из них  супермини-ЭВМ) обладают следующими характеристиками:  

производительность  до 100 MIPS; 

емкость основной памяти – 4-512 Мбайт; 

емкость дисковой памяти - 2-100 Гбайт; 

число поддерживаемых пользователей – 16-512. 

Все модели мини-ЭВМ  разрабатываются на основе микропроцессорных наборов интегральных микросхем, 16-, 32-, 64-разрядных микропроцессоров. Основные их особенности: широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения, аппаративная реализация большинства системных функций ввода-вывода информации, простая реализация микропроцессорных и многомашинных систем, высокая скорость обработки прерываний, возможность работы с форматами данных различной длины.  

К достоинствам мини-ЭВМ  можно отнести: специфичную архитектуру  с большой модульностью, лучше, чем у мейнфреймов, соотношение производительность/цена, повышенная точность вычислений.  

Мини-ЭВМ 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 для управления технологическими процессами мини-ЭВМ успешно применяется  для вычислений в многопользовательских вычислительных системах, в системах автоматизированного проектирования, в системах моделирования несложных объектов, в системах искусственного интеллекта.  

Персональный компьютер  для удовлетворения потребностям общедоступности  и универсальности должен иметь следующие характеристики:  

малую стоимость, находящуюся  в пределах доступности для индивидуального  покупателя; 

автономность эксплуатации без специальных требований к  условиям окружающей среды; 

гибкость архитектуры, обеспечивающую ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту; 

«дружественность» операционной системы и прочего  программного обеспечения, обусловливающую  возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подготовки.  

За рубежом самыми распространенными моделями ПК в  настоящее время являются IBM PC с  микропроцессорами Pentium и Pentium Pro. 

Персональные компьютеры можно классифицировать по ряду признаков. По поколениям ПК делятся следующим  образом: 

ПК 1-го поколения – используют 8-битные микропроцессоры; 

ПК 2-го поколения  – используют 16-битные микропроцессоры; 

ПК 3-го поколения  – используют 32-битные микропроцессоры; 

ПК 4-поколения –  используют 64-битные микропроцессоры. 

Классификация ПК по конструктивным особенностям: 

Стационарные. 

Переносные компьютеры – быстроразвивающийся подкласс ПК. По прогнозу специалистов к 2001 году более 81% пользователей будет использовать именно переносные машины. Большинство  переносных компьютеров имеют автономное питание от аккумуляторов, но могут подключаться к сети. 

Переносные компьютеры весьма разнообразны от громозких и  тяжелых (до 15 кг) портативных рабочих  станций до миниатюрных электронных  записных книжек массой около 100 г. Рассмотрим кратко некоторые типы переносных ПК:  

Портативные рабочие  станции – наиболее мощные и крупные  переносные ПК. Они оформляются часто  в виде чемодана. Их характеристики аналогичны характеристикам стационарных ПК – рабочих станций: мощные микропроцессоры, часто типа RISC, с тактовой частотой до 300 МГц, оперативная память емкостью до 64 Мбайт, гигабайтные дисковые накопители, быстродействующие интерфейсы и мощные видеоадаптеры с видеопамятью до 4 Мбайт. Этот тип ПК может эффективно использоваться для выездных презентаций, особенно при наличии средств мультимедиа, но может с успехом применяться и в стационарном варианте, позволяя экономить место на рабочем столе. 

Портативные (наколенные) компьютеры типа «Lap Top» оформляются  в виде небольших чемоданчиков размером с «дипломат», их масса обычно в пределах 5-10 кг. Аппаратное и программное обеспечение позволяет им успешно конкурировать с лучшими стационарными ПК. В современных Lap Top часто используются микропроцессоры Pentium, Pentium Pro с большой тактовой частотой (до 200 МГц); оперативная память до 64 Мбайт; накопитель на жестком диске емкостью до 1200 Мбайт, часто съемный, возможно использование CD-ROM и другого мультимедийного обеспечения. 

Компьютеры- блокноты (Note Book и Sub Book) выполняют все функции  настольных ПК. Конструктивно они оформлены в виде миниатюрного чемоданчика размером с небольшую книгу. По своим характеристикам во много совпадает с Lap Top, отличаясь от них лишь размерами и несколько меньшими объемами оперативной и дисковой памяти. Вместо винчестера некоторые модели, особенно среди Sub Note Book, имеют энергозависимую Flash – память емкостью 10 – 20 Мбайт. Многие модели компьютеров – блокнотов имеют модемы для подключения к каналу связи и соответственно к вычислительной сети. 

Карманные компьютеры (Palm Top) имеют массу около 300 г; типичные размеры в сложенном состоянии 150*80*25* мм. Это полноправные ПК, имеющие микропроцессор, оперативную и постоянную память, обычно монохромный житкокристалический дисплей, портативную клавиатуру портразъем для подключения в целях обмена информацией к стационарному ПК. 

Электронные секретари (PDA или Hand Help) имеют формат карманного компьютера, но более широкие функциональные возможности, нежели Palm Top (в частности: аппаратное и встроенное программное  обеспечение, ориентированное на организацию электронных справочников, хранящих имена, адреса и номера телефонов, информацию о распорядке дня и встречах, списки текущих дел, записи расходов и т.п.), встроенные текстовые, а иногда и графические редакторы, электронные таблицы. 

Большинство PDA имеют модемы и могут обмениваться информацией с другими ПК, а при подключении к вычислительной сети могут получать и отправлять электронную почту и факсы. Некоторые из них имеют даже автоматические номеронабиратели. Новейшие модели PDA для дистанционного бесперебойного обмена информацией с другими компьютерами оборудованы радиомодемами и инфракрасными портами. 

Электронные записные книжки (organizer) относятся к «легчайшей категории» портативных компьютеров (к этой категории кроме них  относятся калькуляторы, электронные переводчики и др.); масса их не превышает 200 г. Органайзеры пользователем не программируются, но содержат вместительную память, в которую можно записать необходимую информацию и отредактировать ее с помощью встроенного текстового редактора; в памяти можно хранить деловые письма, тексты соглашений контрактов, распорядок дня и деловых встреч. В органайзер встроен таймер, который напоминает звуком о деле в заданное время. Есть защита информации от несанкционированного доступа, обычно по паролю. 

2.2.5. Серверы. Особую  интенсивно развивающуюся группу  ЭВМ образуют многопользовательские  компьютеры, используемые в вычислительных  сетях – серверы. Серверы обычно  относят к микроЭВМ, но по своим  характеристикам мощные серверы  скорее можно отнести к малым ЭВМ и даже к мэйнфреймам, а суперсерверы приближаются к суперЭВМ. 

Сервер – выделенный для обработки запросов от всех станций  вычислительной сети компьютер, предоставляющий  этим станциям доступ к общим системным  ресурсам (вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и др.). 

Серверы в сети часто  специализируются. Специализированные серверы используются для устранения наиболее «узких» мест в работе сети: создание и управление базами данных и архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты, управление многопользовательскими терминалами.  

2.3. Заключение. 

Главной тенденцией развития вычислительной техники в  настоящее время является дальнейшее расширение сфер применения ЭВМ и, как  следствие, переход от отдельных машин к их системам – вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигураций и широким диапазоном функциональных возможностей и характеристик. Наиболее перспективные, создаваемые на основе персональных ЭВМ, территориально распределенные многомашинные вычислительные системы – вычислительные сети – ориентируются не столько на вычислительную обработку информации, сколько на коммуникационные информационные услуги: электронную почту, системы телеконференций и информационно-справочные системы.

Список литературы 

А.П. Пятибратов, А.С. Касаткин, Р.В. Можаров. «ЭВМ, МИНИ –  ЭВМ и микропроцессорная техника  в учебном процессе». – М: Изд-во МГУ, 1997 

А.П. Пятибратов, А.С. Касаткин, Р.В. Можаров. «Электронно-вычислительные машины в управлении». – СПб.: «Питер», 1997 

В.Э. Фигурнов. IBM PC для  пользователя. / Издание 7-е. М. ИНФРА 1997г  

А.Н. Салтовский, Ю.А. Первин. Как работает ЭВМ: серия Мир  знаний. / М. Просвещение 1986 

А.Г. Кушниренко, Г.В. Лебедев, Р.А. Сворень. Основы информатики и вычислительной техники. / М. Просвещение 1991 

Джорджейн Р. Справочник по ЕС ЭВМ. М -: Финансы и статистика, 1998 

Для подготовки данной работы были использованы материалы  с сайта http://www.monax.ru/