Какие компьютеры относятся к классу больших
Классификация компьютеров по классу выполняемых задач – это разделение их на группы, каждая из которых предназначена для решения определённого круга проблем.
Большие электронные вычислительные машины сегодня
В зарубежной терминологии большие электронные вычислительные машины называются мэйнфреймом (Mainframe). К этой категории могут быть отнесены компьютеры, обладающие следующими возможностями:
- Производительность более десяти MIPS (число определённых инструкций, выполняемых процессором за одну секунду).
- Объём основной памяти от 64 до 10000 Мбайт.
- Объём внешней памяти более 50 Гбайт.
- Возможность многопользовательского режима функционирования (параллельно могут работать от 16 до 1000 человек).
Главными областями широкого использования мэйнфреймов являются научные и технические задачи, функционирование в вычислительных комплексах, где применяется пакетная обработка информации, обработка больших по размерам баз информационных данных, организация управления вычислительными сетями и их обеспечением. Применение мэйнфреймов как мощных серверов вычислительных сетей является по мнению большинства специалистов наиболее перспективным. Основателем сегодняшних больших ЭВМ стала компания IBM.
Большие электронно-вычислительные машины
Большие электронно-вычислительные машины — это наиболее мощные компьютерные вычислительные системы, которые применяются в работе самых больших компаний, а также почти во всех промышленных народнохозяйственных сферах. В зарубежной терминологии компьютерные системы этого уровня принято называть mainframe. Но в России они получили название больших электронно-вычислительных машин. В штате обслуживающего персонала большой электронной вычислительной машины может состоять до 10 человек и даже более того. На основе этих больших компьютеров организуется вычислительные центры, которые включают в свой состав большое количество подразделений и специалистов. Структуру вычислительного центра, основой которого является большая электронная вычислительная машина, можно представить следующим образом:
- Центральный процессор — это главный блок электронно-вычислительной машины, который и занимается переработкой информации и формированием результирующих итогов. Как правило Центральный процессор, это набор нескольких аппаратных стоек, под которые выделена специальная комната. Там необходимо соблюдать особый температурный режим, поддерживать определенную влажность, обеспечить защиту от различных электрических и магнитных воздействий, других внешних опасных воздействий.
- Группа системных программистов. Это группа выполняет проектирование, настройку, а также ввод в эксплуатацию программного обеспечения, которое требуется для нормального функционирования вычислительного центра. Служащие этой группы называются системными программистами. Они отлично разбирается в принципах работы всех составляющих элементов электронных вычислительных машин, так как разработанные ими программы предназначается в основном для управления аппаратными блоками.
- Группа прикладного программирования. Это группа разрабатывает программное обеспечение для выполнения поставленных задач по работе с информационными данными. Инженеры этой группы называются прикладными программистами. У них нет необходимости досконально изучать принцип действия и основные компоненты электронно-вычислительных машин, поскольку они разрабатывают программы, работающие не с аппаратными блоками, а только с программным обеспечением, которые уже разработали системные программисты.
- Группа подготовки данных обеспечивает необходимый набор информационных данных, которые требуются разработчикам прикладных программ.
- Группа технической поддержки. Это группа выполняет ремонт и техническое обслуживание всех систем вычислительного комплекса, а также подключает при необходимости новые устройства.
- Группа информационной поддержки занимается сбором необходимой технической информации для всех остальных специалистов вычислительного центра по их запросам.
- Отдел по выдаче результатов. Оформляет полученные от центрального процессора данные в формат удобный для выдачи заказчику. Полученные результаты отправляется на печать или выводятся на экраны мониторов.
Готовые работы на аналогичную тему
Классификация компьютерной техники по классу выполняемых ею задач
По классу решаемых задач компьютеры подразделяются на следующие группы:
- Универсальные компьютеры.
- Компьютеры, ориентированные на определённые проблемы.
- Специализированные компьютеры.
Универсальные электронные вычислительные машины служат для разрешения разных технико-экономических, задач математики и информатики, других проблем, которые отличаются сложными алгоритмами и значительными информационными массивами расчётных данных. Они, как правило, применяются в коллективных вычислительных центрах, а также в аналогичных вычислительных комплексах большой мощности.
Отличительными особенностями универсальных компьютеров считаются:
- Высокий уровень производительности.
- Различные форматы применяемых информационных данных (бинарные, десятичные, символы), при этом диапазон из изменения очень большой и высока точность их выражения.
- Большой набор доступных к выполнению операционных действий (арифметика, логика, специальные операции).
- Очень большой объём оперативной памяти.
- Хорошо организованная и разнообразная система ввода и вывода информационных данных, что позволяет подключать самые разные внешние устройства.
Ориентированные на конкретные проблемы компьютеры предназначены для разрешения достаточно небольшого спектра задач, которые связаны, прежде всего, с организацией функционирования технологических объектов. Кроме того, это может быть, например, регистрация, накопление и анализ сравнительно малых массивов информации, выполнение вычислений по сравнительно простым алгоритмам. У них сравнительно небольшое, если сравнивать с универсальными компьютерами, аппаратное и программное обеспечение. К ориентированным на определённые проблемы электронным вычислительным машинам относятся, например, различные вычислительные комплексы, предназначенные для управления объектами.
Микро электронные вычислительные машины
Устройства класса микро-ЭВМ широкодоступны большинству компаний. Организации, которые используют микро-ЭВМ как правило не могут создать полноформатные вычислительные центры. Чтобы обслуживать такой компьютер требуется иметь всего лишь маленькую лабораторию вычислительной техники с несколькими специалистами. В штате сотрудников вычислительной лаборатории в обязательном порядке должны быть программисты, но непосредственно программное обеспечение они не проектируют. Системное программное обеспечение, обычно. приобретают в составе микро-ЭВМ, а написание прикладных программ можно заказать у специальных вычислительных центров.
Классификация компьютеров по их размерам
По геометрическим параметрам, а также по вычислительным возможностям ЭВМ делятся на:
- Сверхбольшие компьютеры (супер ЭВМ).
- Большие компьютеры.
- Малые компьютеры.
- Сверхмалые компьютеры (микро ЭВМ).
Изначально конструкторы разработали большие ЭВМ, в основе которых сначала были электронные лампы, потом транзисторы и наконец интегральные микросхемы различной степени интеграции.
Самая первая ЭВМ ЭНИАК появилась в 1946 году и весила примерно пятьдесят тонн. Она обладала небольшим быстродействием и имела оперативную память размером всего на двадцать чисел. Занимаемая ей площадь составляла примерно сто квадратных метров. Производительности больших электронных вычислительных машин, как выяснилось, не хватало для решения некоторых задач, таких как составление прогноза метеорологической обстановки, управление сложнейшими комплексами обороны страны, построение моделей экосистем и так далее. Это послужило поводом для проектирования и изготовления сверхбольших ЭВМ, мощнейших вычислительных систем, которые быстро развиваются до настоящего времени.
В семидесятых годах прошлого века появились малые ЭВМ. Их возникновение было связано с существенным развитием электроники и её элементной базы, а также с тем фактом, что возможности больших ЭВМ для решения некоторых задач были просто избыточны.
Малые ЭВМ применяются наиболее часто, чтобы управлять технологическими процессами. У них существенно меньше размеры и цена, чем у больших ЭВМ.
Затем совершенствование элементной базы и новые схемотехнические решения позволили создать супер мини-ЭВМ, которые по своим размерам и цене относились к категории малых ЭВМ, но по вычислительным мощностям могли соперничать с большими ЭВМ. В 1969 году был изобретён микропроцессор, который стал основой следующего класса, микро-ЭВМ. Именно микропроцессор стал главной отличительной особенностью микро-ЭВМ. Сегодня микропроцессоры применяются во всех категориях электронных вычислительных машин.
Мини электронные вычислительные машины
Их отличает от больших ЭВМ существенно меньшие габариты, меньшая производительность и, естественно, цена. Эти машины применяются большими предприятиями, научными организациями, отдельными высшими учебными заведениями, которые сочетают образовательную деятельность с научной работой. Мини-эвм также использует для управления процессами производства. К примеру, в механическом цехе такой компьютер способен задать требуемый ритм выдачи необходимых деталей, элементов комплектации на сборочные участки, осуществлять управление автоматическими линиями.
Малые электронные вычислительные машины
Мини-ЭВМ — это достаточно надёжные, доступные по цене и удобные в использовании компьютеры, которые обладают меньшими по сравнению с мэйнфреймами функциональными возможностями. Их основные характеристики следующие:
- Производительность до ста MIPS.
- Объём основной памяти от 4 до 512 Мбайт.
- Объём дисковой памяти от 2 до 100 Гбайт.
- Количество обслуживаемых пользователей от 16 до 512.
Все модификации мини-ЭВМ выполняются на базе микропроцессорных комплектов микросхем, имеющих от 16 до 64 разрядные микропроцессоры. Их главные качества –это большой диапазон по возможной производительности в данных условиях использования, аппаратурное выполнение многих функций системы по вводу и выводу данных, удобная форма выполнения микропроцессорных и многомашинных систем, обслуживание прерываний с высокой скоростью, наличие возможности обрабатывать данные разных форматов. К преимуществам мини-ЭВМ относятся:
- Специфическая архитектура со значительной степенью модульного построения.
- Отличное соотношение цены и производительности.
- Высокая вычислительная точность.
Основное направление применения мини-ЭВМ –это построение на их базе управляющих вычислительных систем. Обычная для таких систем ситуация, это к обширному набору периферийного оборудования прибавляются устройства межпроцессорной коммуникации, что даёт возможность построения систем с гибкой структурой.
С появлением первых компьютеров начались и первые попытки классифицировать эту технику, и, достаточно логичным и очевидным, было разделение компьютерной техники по области её применения, т.е. по тому, для чего её предполагалось использовать. Если использовать данный принцип, то представляется возможным разделить всю технику на такие группы:
- Большие электронно-вычислительные машины(ЭВМ).
- Мини электронно-вычислительные машины(мини-ЭВМ).
- Микроэлектронные вычислительные машины(микро-ЭВМ) и персональные компьютеры, которые также делятся на массовые, деловые, портативные, предназначенные для развлечений и рабочие станции.
Классификация компьютеров по системе счисления
Очень важным этапом прогресса компьютерной техники явилось начало применения во внутренних программах двоичной системы счисления. Этот переход позволил сильно упростить устройство самих компьютеров, а также устройств периферии. Двоичная система счисления предоставила возможность наиболее просто выполнять арифметические действия и операции логики. Но внедрение двоичной системы не было быстрым и однозначным процессом. Некоторые специалисты всё ещё делали попытки проектировать электронные вычислительные машины на базе общепринятой десятичной системы. Использовались и другие методы конструкций компьютеров. К примеру, была модификация советской ЭВМ, которая использовала троичную систему счисления. Её применение обосновывалось некоторыми преимуществами по сравнению с двоичной системой.
По функциональным возможностям и размерам ЭВМ можно разделить (рис. 1.1) на супер-ЭВМ, большие, малые и микро-ЭВМ.
Рис. 1.1. Классификация ЭВМ по функциональным возможностям и размерам
Некоторые сравнительные параметры названных классов современных ЭВМ приведены в таблице 1.2.
Сравнительные параметры различных классов ЭВМ
Исторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база которых прошла путь от электронных ламп до интегральных схем со сверхвысокой степенью интеграции.
Супер-ЭВМ - мощные, высокоскоростные вычислительные машины (системы) с производительностью от сотен миллионов до триллионов операций с плавающей точкой в секунду. Супер-ЭВМ выгодно отличаются от больших универсальных ЭВМ по быстродействию числовой обработки, а от специализированных машин, обладающих высоким быстродействием в сугубо ограниченных областях, возможностью решения широкого класса задач с числовыми расчетами.
При производительности порядка нескольких GFLOPS можно еще обойтись одним векторно-конвейерным процессором (однопроцессорные супер-ЭВМ). Создание высокопроизводительной супер-ЭВМ с быстродействием порядка TFLOPS по современной технологии на одном процессоре не представляется возможным. Это связано с ограничением, обусловленным конечным значением скорости распространения электромагнитных волн (300 000 км/сек), так как время распространения сигнала на расстояние нескольких миллиметров (линейный размер стороны микропроцессора) при быстродействии 100 млрд. оп/с становится соизмеримым с временем выполнения одной операции. Поэтому супер-ЭВМ с такой производительностью создаются в виде высокопараллельных многопроцессорных вычислительных систем.
В настоящее время в мире насчитывается несколько тысяч супер-ЭВМ, начиная с простых офисных до мощных: Cyber 205 (фирмы Control Data), VP 2000 (фирмы Fujitsu), VPP500 (фирмы Siemens) и др., производительностью несколько десятков GFLOPS.
Большие ЭВМ часто называют мэйнфреймами (Mainframe). Они поддерживают многопользовательский режим работы (обслуживают одновременно от 16 до 1000 пользователей).
Основные направления эффективного применения мэйнфреймов - 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 мэйнфреймов в качестве больших серверов вычислительных сетей - часто отмечается специалистами среди наиболее актуальных.
Примерами больших ЭВМ может служить семейство больших машин ЕС ЭВМ, IBM ES/9000 (1990г.), IBM S/390 (1997г.), а также японские компьютеры М1800 фирмы Fujitsu.
Малые ЭВМ (мини-ЭВМ) - надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по сравнению с мэйнфреймами возможностями. В многопользовательском режиме поддерживаются 16 - 512 пользователей.
Основные их особенности:
- широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения,
- аппаратная реализация большинства системных функций ввода-вывода информации,
- простая реализация многопроцессорных и многомашинных систем,
- высокая скорость обработки прерываний,
- возможность работы с форматами данных различной длины.
К достоинствам мини-ЭВМ можно отнести:
1) специфическую архитектуру с большой модульностью;
2) лучшее, чем у мэйнфреймов, соотношение производительность/ стоимость;
3) широкая номенклатура периферийных устройств;
4) повышенную точность вычислений.
Мини-ЭВМ успешно применяются:
- в качестве управляющих вычислительных комплексов.
- вычислений в многопользовательских вычислительных системах,
- в системах автоматизированного проектирования,
- в системах моделирования и искусственного интеллекта,
Одними из первых мини-ЭВМ были компьютеры PDP-11 фирмы DEC (США), Система Малых ЭВМ (СМ ЭВМ): СМ1, 2,3,4,1400, 1700 и др. В настоящее время семейство мини-ЭВМ включает большое число моделей от VAX-11 до VAX 8000, супермини-ЭВМ класса VAX 9000 и др.
Микро-ЭВМ по назначению можно разделить на универсальные и специализированные.
Универсальные многопользовательские ЭВМ - это мощные микро ЭВМ, используемые в компьютерных сетях, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям. Это универсальные серверы (Server) компьютерных сетей, обрабатывающие запросы от всех станций сети, выделенный для обработки запросов от всех станций вычислительной сети, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам (вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и др.) и распределяющий эти ресурсы.
Эту интенсивно развивающуюся группу компьютеров обычно относят к микро-ЭВМ, но по своим характеристикам мощные серверы скорее можно отнести к малым ЭВМ и даже к мэйнфреймам, а супер серверы приближаются к супер-ЭВМ.
Универсальные однопользовательские ЭВМ или персональные компьютеры (ПК) должныудовлетворять требованиям общедоступности и универсальности применения и 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 для пользователя;
- высокую надежность работы (более 5000 ч. наработки на отказ).
Наибольшей популярностью в настоящее время пользуется ПК архитектурного направления (платформы) IBM с микропроцессорами фирмы Intel. По конструктивным особенностям ПК можно разделить на стационарные и переносные (мощные переносные компьютеры (рабочие станции) массой до 15 кг; портативные (наколенные) компьютеры типа «LapTop» массой 5-10кг; компьютеры-блокноты (Note Book и Sub Note Book) массой 1,5-4 кг и др.).
Специализированные ЭВМ ориентированы на решение определенного (постоянного) класса задач в течение периода своей эксплуатации. Ориентация специализированных ЭВМ осуществляется различными способами:
- специальной аппаратурной организацией самих ЭВМ или их внешних связей;
- созданием для ЭВМ специального программного обеспечения;
- введением дополнительных аппаратных блоков, расширяющих те или иные функции, возлагаемые на ЭВМ,
Сферы использования таких ЭВМ как в нашей стране, так и за рубежом имеют устойчивую тенденцию к расширению. Можно выделить следующие основные области применения специализированных ЭВМ:
1) промышленное производство и транспорт;
2) военная техника и оборона;
3) непромышленная сфера.
Примером специализированных однопользовательских микро-ЭВМ, ориентированных для выполнения определенного круга задач (графических, инженерных, издательских и др.), являются рабочие станции (Work Station).
Специализированные многопользовательские микро-ЭВМ (спец. серверы) осуществляющие управление базами и архивами данных, многопользовательскими терминалами, поддерживающими факсимильную связь, электронную почту и др.
Специализированные серверы используются для устранения наиболее «узких» мест в работе сети, а именно: создания и управления базами и архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты, управления многопользовательскими терминалами (принтером, плоттером и др.
Файл-сервер используется для работы с файлами данных, имеет объемные дисковые ЗУ.
Архивационный сервер (сервер резервного копирования) предназначен для резервного копирования информации, использует накопители на магнитной ленте (стриммеры) со сменными картриджами.
Факс-сервер, почтовый сервер - выделенные компьютеры для организации эффективной многоадресной факсимильной связи или электронной почты.
Встраиваемые микро-ЭВМ входят составным элементом в промышленные и транспортные системы, технические устройства и аппараты, бытовые приборы. Они способствуют существенному повышению их эффективности функционирования, улучшению технико-экономических и эксплуатационных характеристик.
Специализированные однопользовательские ЭВМ или рабочие станции (Work station), - это однопользовательская система с мощным процессором и многозадачной ОС, имеющая развитую графику с высоким разрешением, большую дисковую и оперативную память и встроенные сетевые средства.
Рабочие станции появились на рынке ЭВМ почти одновременно с ПК и находились впереди по своим вычислительным возможностям. Переломным моментом в развитии рабочих станций стало появление новой архитектуры микропроцессоров RISC, позволившей резко поднять производительность ЭВМ. Современные рабочие станции сопоставимы, а иногда даже превосходят ПК по своим характеристикам. Современная рабочая станция - это не просто большая вычислительная мощность, это тщательно сбалансированные возможности всех подсистем машины, чтобы ни одна из них не стала «узким местом», сводя на нет преимущества других. Всё это в значительной мере и определяло их область применения и проблемную ориентацию: автоматизированное проектирование, банковское дело, управление производством, разведка и добыча нефти, связь, издательская деятельность и др.
Лидером на мировом рынке рабочих станций является американская фирма Sun Microsystems. Архитектура SPARC, разработанная фирмой Sun и использующаяся в её машинах, стала фактически стандартом де-факто. Традиционно доминирующей ОС на рынке рабочих станций была система Unix и ей подобные системы (Solaris и др). В последнее время наблюдается некоторый рост использования операционных систем VAX VMS и в ещё большей степени Windows NT.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
Классификация микро-ЭВМ
Микро электронные вычислительные машины можно разделить на следующие группы:
- Микро-ЭВМ для большого числа пользователей (многопользовательские). Это машины, которые имеют несколько видеотерминалов и могут работать в режиме разделения времени, что даёт возможность использовать их одновременно нескольким людям.
- Персональные компьютеры — это микро-ЭВМ, предназначенные для одного пользователя, которые общедоступны и универсальны в использовании.
- Рабочие станции — это микро-ЭВМ повышенной мощности для одного пользователя, которые специализируются на работах определённого вида (графика, инженерия, издательство и так далее).
- Серверы — это производительные микро-ЭВМ для многих пользователей, которые работают в вычислительных сетях и обслуживают запросы от любой машины сети.
Следует заметить, что данная классификация достаточно условна, так как мощный современный персональный компьютер, который имеет набор программ, ориентированных на нужную проблему, и необходимое аппаратное обеспечение, возможно использовать и как полновесную рабочую станцию, и как многопользовательскую микро-ЭВМ, и как отличный сервер, сравнимый по возможностям с малой ЭВМ.
Персональные компьютеры
Это компьютерная категория начала очень быстро прогрессировать в течение примерно двадцати прошедших лет. Сама терминология этой категории показывает, что данное устройство предназначается только для одного человека или рабочего места. Сегодня персональные компьютеры занимают немного места и сравнительно недороги по стоимости, но при этом обладает высокой производительностью. Зачастую сегодняшнее персональные компьютеры имеют существенно больше возможностей, чем большие электронные вычислительные машины семидесятых годов прошлого века. Стремительный прогресс персональных компьютеров начался в конце прошлого века, когда стала общедоступной сеть Интернет.
Выберите документ из архива для просмотра:
Выбранный для просмотра документ Класс больших компьютеров.docx
Урок информатики в 8 классе.
ОУ : МБОУ Гимназия №1 г.Липецка
Учитель : Попова Людмила Вячеславовна
Тема : «Класс больших компьютеров» (слайд 1)
Тип урока : изучение нового материала
Цели:
Узнать какие классы больших компьютеров существуют;
Изучить группу серверов и их назначение;
Познакомиться с группой суперкомпьютеров и их назначением;
Задачи:
Развивающие:
развивать мировоззрение (т.е. способствовать формированию взглядов на окружающий мир);
продолжать способствовать развитию ИКТ – компетентности;
развивать логику, мышление.
Воспитательные:
воспитывать личностные качества:
План урока:
Организационный момент (1 мин.).
Постановка цели и формулировка задач урока (2 мин.).
Проверка домашнего задания (7мин.).
Изучение нового материала (13 мин).
Закрепление изученного материала (10 мин.).
Рефлексия (4 мин.).
Домашнее задание (2 мин.).
Итог урока (1 мин.).
Организационный момент.
Приветствие, проверка готовности учащихся к уроку. На столах должны быть книги, тетради, дневники и ручки.
Постановка цели и формулировка задач урока.
Сегодня на уроке мы с вами узнаем на какие классы делятся большие компьютеры, познакомимся с группой серверов и суперкомпьютеров и изучим их назначение. (слайд 2)
Проверка домашнего задания.
Учитель после поставленных целей и задач просит учащихся ответить домашнее задание у доски, один ученик отвечает, все остальные слушают и задают вопросы. Домашним заданием было выучить классификацию компьютеров по их функциональным возможностям.
Изучение нового материала.
История развития компьютерной техники началась с создания большой ЭВМ. Элементная база больших ЭВМ прошла большой путь от электронно-вакуумных ламп до сверхбольших интегральных схем (СБИС). (слайд 3) В этом классе выполнить четкое разделение на подклассы в настоящее время несколько затруднительно. И вот почему.
В связи с развитием и внедрением во все сферы нашей жизни компьютерных сетей происходит смещение акцентов по приоритетам и назначению в классе больших компьютеров. Особенно явно наметилась тенденция использования больших компьютеров в сетях, что в недалеком будущем, скорее всего, несколько изменит представление о сфере использования сверхмощных ЭВМ.
На сегодняшний день в данном классе можно выделить две группы – серверы и суперкомпьютеры. (слайд 4)
Серверы (слайд 5)
Сервер представляет собой мощный компьютер, используемый в вычислительных сетях, который обеспечивает обслуживание подключенных к нему компьютеров и выход в другие сети. (слайд 6). На сервере хранятся большие объемы информации, которыми пользуются подключенные к нему компьютеры. В наши дни это направление компьютерной техники интенсивно развивается.
Группа серверов насчитывает множество моделей разного уровня мощности. Некоторые из них можно отнести к классу малых машин, другие настолько мощны, что представляют собой суперкомпьютеры. Сервером может быть любой компьютер. Например, сервер средней производительности можно создать из компонентов персональных компьютеров. При этом его цена окажется вполне приемлемой, и места он займет не больше, чем обычный компьютер.
К серверу предъявляются повышенные требования по быстродействию и надежности работы. В нем должна быть предусмотрена возможность резервирования всей хранимой информации. Профилактические и ремонтные работы должны проводиться без его остановки и отключения других компьютеров.
Нередко серверы специализируются на обслуживании рабочих станций в какой-то области. Например, одни из них выделяются для создания и управления базами и архивами данных, другие – для поддержки факсимильной связи и электронной почты, третьи – для управления многопользовательскими принтерами, плоттерами и др.
В зависимости от назначения выделяют такие типы серверов: сервер приложений, файл-сервер, архивационный сервер, факс-сервер, почтовый сервер, сервер печати, сервер телеконференций. (слайд 7)
Сервер приложений обрабатывает запросы от всех станций вычислительной сети и предоставляет им доступ к общим системным ресурсам (базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и др.).
Файл-сервер ( File Server , Data Server ) – для работы с базами данных, для использования хранящейся на нем информации. Он имеет надежные отказоустойчивые дисковые накопители с большими объемами (до терабайта).
Архивационный сервер ( Storage Express System ) – для резервного копирования информации в крупных многосерверных сетях. Он использует накопители на магнитной ленте (стримеры) со сменными картриджами емкостью до 5 Гбайт. Обычно выполняет ежедневное автоматическое архивирование информации от подключенных серверов и рабочих станций.
Факс-сервер ( Net SatisFaxion ) – для организации эффективной многоадресной факсимильной связи, с несколькими факсмодемными платами, со специальной защитой информации от несанкционированного доступа в процессе передачи, с системой хранения электронных факсов.
Почтовый сервер ( Mail Server ) – то же, что и факс-сервер, но для организации электронной почты, с электронными почтовыми ящиками.
Сервер печати ( Print Server , Net Port ) – для эффективного использования системных принтеров.
Сервер телекоммуникаций – компьютер, имеющий программу обслуживания пользователей телеконференциями и новостями, он также может иметь систему автоматической обработки видеоизображений и др.
Как вы знаете, назначение всякого компьютера определяется программным обеспечением. Поэтому любой компьютер, если установить на нем соответствующее сетевое программное обеспечение, может стать сервером. Кроме того, один компьютер способен одновременно выполнять несколько функций – быть, к примеру, почтовым сервером, сервером новостей, сервером приложений и т. д.
В этой группе компьютеров можно выделить суперсерверы. (слайд 8) Они нужны, когда данные требуется хранить централизованно, но в то же время информация должна быть доступна большому числу пользователей. Суперсерверы по своим характеристикам приближаются к суперкомпьютерам.
Суперкомпьютеры (слайд 9)
Первые суперкомпьютеры (модель Cray ) стала выпускать компания Cray Research в середине 70-х годов. Их быстродействие составляло порядка нескольких десятков или сотен миллионов операций в секунду, что по тем временам воспринималось как чудо. (слайд 10) Это стало новой вехой на пути развития вычислительной техники, так как была предложена иная, по сравнению с существующей фон-неймановской, архитектура и организация работы всех устройств.
Идея построения суперкомпьютеров базировалась на том, что надо уменьшить расстояние между всеми электронными компонентами, а также организовать работу не на одном процессоре, а сразу на нескольких – параллельно. (слайд 11) В компьютерах фон-неймановской архитектуры каждая операция, необходимая для решения задачи, находится в ожидании своей очереди занять процессор. Вспомните, что такое линейный алгоритм, и вам станет понятна суть такой организации работы.
В суперкомпьютерах используется иной мультипроцессорный (многопроцессорный) принцип обработки информации. (Слайд 12)
Основная идея создания мультипроцессорной обработки – разделение решаемой задачи на несколько параллельных подзадач или частей. Каждая часть решается на своем процессоре. За счет такого разделения существенно увеличивается производительность. Параллельное вычисление особенно эффективно в тех задачах, где применяется большое количество операций с таблицами. Так, например, при суммировании чисел в таблице скорость расчетов может возрасти более чем в десять раз по сравнению с однопроцессорным компьютером.
В том случае, когда мультипроцессорную систему используют для решения задач, которые не удается разделить на части, возможен другой принцип организации структуры – конвейерный. (слайд 13)
Поясним этот принцип на понятном каждому примере. Представим себе работу обычного конвейера на сборке, скажем, автомобиля. Технология сборки состоит из выполнения определенных операций рабочим на своем месте. Кто-то прикручивает колеса, кто-то навешивает двери, кто-то устанавливает двигатель и т.д. Чем проще операции, на которые разбит процесс, тем больше надо рабочих мест, тем выше скорость работы и больше объем выпуска продукции.
Аналогично осуществляется конвейерный принцип и в мультипроцессорной системе. Общая задача разбивается на ряд элементарных участков, каждый из которых будет решаться на своем процессоре. Участков программы столько, сколько процессов. Каждый из них приступает к действию после окончания работы предыдущего и выполняет только определенную функцию. Управляющая программа определяет, какие и сколько процессоров надо выделить для решения очередной задачи, по какой программе будет работать каждый процессор. В результате для каждой задачи выделяется свой набор процессоров, причем любой из них настроен на выполнение какого-то одного участка работы. Из этого следует, что каждая задача образует свою структуру компьютера. Так возникло понятие виртуальной (условной) машины, архитектура которой определяется структурой задачи.
В ближайшие годы ожидается появление суперкомпьютера с такими характеристиками: (слайд 14)
Быстродействие порядка 100000 МФЛОПС;
Объем оперативной памяти – 10 Гбайт;
Объем дисковой памяти – от 1 до 1о Тбайт;
Разрядность – 64; 128 бит.
По прогнозам аналитиков, потребность в суперкомпьютерах со временем будет сокращаться. Все меньше и меньше находится желающих тратить миллионы долларов на приобретение таких компьютеров. Более дешевые малые компьютеры из года в год постоянно наращивают свои вычислительные мощности и уже вол многом не уступают ранним моделям суперкомпьютеров. Это связано с тем, что идеи мультипроцессорной обработки успешно реализуется и в компьютерах других классов. Следует ожидать, что постепенно суперкомпьютеры станут выполнять роль суперсерверов.
Закрепление изученного материала. (слайд 9)
А теперь, ребята, давайте с вами ответим на следующие вопросы: (слайд 15)
По какому признаку из класса больших компьютеров можно выделить две группы?
Что такое сервер?
Назовите основные типы серверов и их назначение.
Может ли один компьютер одновременно выполнять функции нескольких серверов?
Что такое суперкомпьютер?
Назовите основные идеи, заложенные в основу архитектуры суперкомпьютера.
Как вы понимаете принцип конвейерной обраьотки инфрпмации?
Как вы понимаете принцип параллельной обработки информации?
Что такое виртуальный компьютер?
Какие существуют прогнозы относительно направлений развития суперкомпьютеров и серверов?
Ребята, а теперь давайте с вами вернемся в начало урока и еще раз вспомним, что мы с вами сегодня узнали нового. (Учащиеся по одному отвечают с места).
Классификация компьютеров по размерам – это разделение их на группы, согласно габаритам и потенциальным возможностям.
Готовые работы на аналогичную тему
Специализированные компьютеры применяются также для разрешения сравнительно небольшого набора задач или выполнения фиксированного комплекта функциональных действий. Эта узконаправленная ориентированность компьютеров даёт возможность очень подробно организовать их структурные особенности, значительно уменьшить их стоимость, реализовать на не очень сложной аппаратной основе и при этом сохранить высокую производительность и надёжность функционирования. Компьютеры для специальных целей могут применяться даже для разрешения одной единственной проблемы, которая требует решать задачу многократно, и работают в особенных условиях применения. Аппаратные возможности специализированных электронных вычислительных машин иногда могут иметь ограничения, но с другой стороны, чёткая конкретика задачи даёт возможность её решения оптимальным образом.
Специализированные компьютеры могут управлять техническими устройствами, работать в операционных блоках больниц или автомобилях скорой медицинской помощи, в космических аппаратах, в авиации, в зонах работы радаров, мощных радиопередатчиков, глубоко под водой, при сильной запылённости окружающей среды, вибрациях и так далее. К специальным компьютерам относятся, к примеру, перепрограммируемые микропроцессоры спецприменения, микроконтроллеры и адаптеры, которые выполняют операции по логическому управлению различными простыми техническими устройствами, оборудованием и технологическими процессами.
На основе универсальных персональных компьютеров возможно создание практически любых структур для обработки графики, текстов, музыки, видео файлов и тому подобное. Специализированные персональные компьютеры предназначены для разрешения вполне определённых задач, например, это могут быть бортовые электронные вычислительные машины в авиации или в автопромышленности.
Специализированные компьютеры для обработки графики (кинофильмы, рекламные видео и так далее) носят название графических станций. Специальные компьютеры, которые предназначены для создания единой компьютерной сети, носят название файловых серверов. Компьютеры, которые обеспечивают обмен информационными данными посредством интернета, принято называть сетевыми серверами.
Рассмотрим как пример компьютер Ergotouch, он выполнен в литом герметизированном корпусе из алюминия, который можно очень просто открыть для ремонта и технического обслуживания. Стены компьютера не пропускают никаких электромагнитных излучений как с внешней стороны, так и с внутренней. Он оснащён экраном, который фиксирует прикосновения. Его разрешается обмыть водой не выключая питания, проводить дезинфекцию, обезжиривание и даже дезактивацию. Наивысшая степень надёжности даёт возможность применять его как блок, который осуществляет и контролирует технологическими процессы в режиме онлайн. Компьютер способен подключаться к локальным сетям объекта управления.
Одним из важнейших направлений в проектировании компьютеров для промышленных объектов является создание «интерфейса оператора», то есть это пульты управления, мониторы и так далее в различных вариантах. Это оборудование непосредственно определяет комфорт и продуктивность работы оператора.
Готовые работы на аналогичную тему
Для больших электронных вычислительных машин характерна высокая цена комплекта аппаратного обеспечения, а также его эксплуатации, поэтому функционирование этих супермощных машин организовывается по постоянному циклу.
Наиболее трудные и длительные вычислительные процессы организуются в ночное время, когда работает наименьшее количество сотрудников. В дневные часы электронные вычислительные машины загружают менее трудными задачами, но их количество значительно возрастает.
Читайте также: