ПО ПРИНЦИПУ ДЕЙСТВИЯ ПО ЭТАПАМ СОЗДАНИЯ ПО НАЗНАЧЕНИЮ ПО РАЗМЕРАМ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ВОЗМОЖНОСТЯМ

СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫМИНИ - ЭВММИКРО - ЭВМ ПЕРСОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ Массовый Деловой Портативный Рабочая станция Развлекательный Настольные Портативные Карманные Графические станции Серверы

В мировой лексикон термин «суперкомпьютер» вошел вместе с компьютерами Сеймура Крея в конце 60-х – начале 70-х годов прошлого века.. Любопытно, что сам Крей свои детища суперкомпьютерами не называл никогда.. «Cray-1», выпущенный в 1974 году - первое детище организованной Сеймуром Креем компании. Он имел производительность 133 Мфлопс – миллионов операций над числами с плавающей точкой в секунду. «Cray-1» относится к четвертому поколению компьютерной техники, поколению построенному на сверхбольших интегральных схемах. «Cray-1»,

«Cray-X1E», решение, предлагаемое компанией сейчас, несмотря на гигантский скачок в производительности - до 147 Тфлопс (триллионов операций над вещественными числами в секунду) – также принадлежит к четвертому поколению ЭВМ. «Cray-X1E»

Суперкомпьютеры изначально создавались для трудоемких математических расчетов, поэтому их быстродействие определяется способностью работать с вещественными числами. Абстрактные цифры количества используемых процессоров, их тактовых частот, объема оперативной памяти в данной области заказчиков интересуют мало. Эталоном для измерения производительности суперкомпьютера служат тесты LINPACK BENCHMARK, предложенные Джеком Донгаррой. Эталонные тесты основаны на решении системы линейных уравнений с плотно заполненной матрицей коэффициентов над полем действительных чисел методом исключения Гаусса. Результатом работы теста являются два числа – достигнутое количество операций в секунду и реальная производительность системы в процентах от пиковой, максимально возможной для данного компьютера. Обычно реальная производительность на тестах LINPACK колеблется в промежутке от 60 до 80%.

Говоря об истории суперкомпьютеров, стоит упомянуть об отечественных разработках. Возможно, для некоторых это окажется неожиданностью, но в 60-х годах прошлого века отечественная вычислительная отрасль не отставала от лидировавшей тогда американской. В 1996 году куратор Музея вычислительной техники в Великобритании Дорон Свейд написал статью с сенсационным заглавием: "Российская серия суперкомпьютеров БЭСМ, разрабатывавшаяся более чем 40 лет тому назад, может свидетельствовать о лжи Соединенных Штатов, объявлявших технологическое превосходство в течение лет холодной войны". Длинновато и немного пафосно – но суть отражает верно. БЭСМ-6, завершенная в 1966 году, имела производительность порядка 1 Мфлопс. Она выпускалась серийно в течение почти двух десятков лет, регулярно подвергаясь модернизации. БЭСМ-6, в отличие от упомянутого выше «Cray-1», принадлежала к третьему поколению вычислительной техники. Ее технологическая основа – интегральные микросхемы.

«БЭСМ-6»

На смену серии БЭСМ в 1979 пришли суперкомпьютеры серии «Эльбрус». Как и их заокеанские коллеги «Cray», они были построены на сверхбольших интегральных схемах, с применением микропроцессорной архитектуры. Если первые компьютеры этой серии имели быстродействие около 10 Мфлопс, то последние, появившиеся в 1985 году – до 100 Мфлопс. В процессорах «Эльбрусов» впервые в мире была реализована суперскалярность – технология параллельного выполнения независимых друг от друга команд. Эта технология много позже найдет свое применение в процессорах Intel Pentium, AMD Athlon и других, более поздних, процессорах этих фирм. Кстати, согласно одной из версий, своему возникновению процессор Pentium обязан некоему Александру Пентакову, работавшему первоначально в команде разработчиков «Эльбруса» «Эльбрус».

На первом месте в июньском рейтинге Top- 500 – компьютер Roadrunner производства IBM. Введенный в строй в 2008 году, этот монстр имеет 98 терабайт оперативной памяти и быстродействие на пике 1375 Тфлопс (или 1,3 Пфлопс – 1,3 квадриллиона операций в секунду). Любопытен выбор процессоров для лидера – процессор PowerXCell 8i 3.2 Ghz (всего единиц) Основное назначение – обсчет процессов, происходящих в ядерных зарядах армии США, с целью обеспечения безопасности и боеготовности ядерного оружия. Второе и третье место в этом престижном рейтинге тоже принадлежит IBM – оно досталось суперкомпьютерам серии BlueGene. Всего в первой десятке – пять суперкомпьютеров IBM, два – Hewlett Packard, по одному – SGI, Cray Inc. и Sun Microsystems. «SGI-2800» «Cray-CX1»

Суперкомпьютеры используются для решения интенсивных вычислением задач, таких как проблемы в области квантовой физике или механической физике, прогноз погоды, исследование климата (включая исследование относительно глобального потепления), молекулярное моделирование (вычисляющий структуры и свойства химических составов, биологических макромолекул, полимеров, и кристаллов), физические моделирования (такие как моделирование самолетов, моделирование взрыва ядерного оружия, и исследование относительно ядерного сплава), криптоанализ, в кино, на телевидении и др. ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ Самые мощные компьютеры, состоящие из отдельных блоков и требующие для обслуживания целый штат сотрудников.

Мини-ЭВМ обладают следующими характеристиками: производительность - до 100 MIPS; емкость основной памяти Мбайт; емкость дисковой памяти Гбайт; число поддерживаемых пользователей Все модели мини-ЭВМ разрабатываются на основе микропроцессорных наборов интегральных микросхем, 16-, 32-, 64- разрядных микропроцессоров. Мини-ЭВМ ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных комплексов. Родоначальником современных мини-ЭВМ можно считать компьютеры PDP-11 (Program Driven Processor - программно-управляемый процессор) фирмы DEC (Digital Equipment Corporation - Корпорация дискретного оборудования, США)

отечественных мини-ЭВМ - Системы Малых ЭВМ (СМ ЭВМ): СМ 1,2, 3,4,1400,1700 и др. В настоящее время семейство мини-ЭВМ PDP-11 включает большое число моделей - от VAX-11 до VAX-3600; мощные модели мини- ЭВМ класса 8000 (VAX-8250, 8820); супермини- ЭВМ класса 9000 (VAX-9410, 9430) и др.

Мини-ЭВМ часто применяют для управления производственными процессами. Например, в механическом цехе компьютер может поддерживать ритмичность подачи заготовок, узлов и комплектующих на рабочие места, управлять гибкими автоматизированными линиями и промышленными роботами, собирать информацию с инструментальных постов технического контроля и сигнализировать о необходимости замены изношенных инструментов и приспособлений, готовить данные для станков с числовым программным управлением, а также своевременно информировать цеховые и заводские службы о необходимости выполнения мероприятий по переналадке оборудования. Например, он может помогать экономистам в осуществлении контроля за себестоимостью продукции, нормировщикам в оптимизации времени технологических операций, конструкторам в автоматизации проектирования станочных приспособлений, бухгалтерии в осуществлении учета первичных документов и подготовки регулярных отчетов для налоговых органов.

Класс мини-ЭВМ появился в 60-е годы (12-разрядная ЭВМ PD5-5 фирмы DEC). Их появление было обусловлено развитием элементной базы и избыточностью ресурсов больших и средних ЭВМ для ряда приложений. Для мини-ЭВМ характерно представление данных с узким диапазоном значений (машинное слово 2 байта), использование принципа магистральности в архитектуре и более простое взаимодействие человека и ЭВМ. Такие машины широко применяются для управления сложными видами оборудования, создания систем автоматизированного проектирования и гибких производственных систем. К мини- ЭВМ относятся машины серии PDP (затем VAX) фирмы DEC и их отечественные аналоги модели семейства малых ЭВМ (СМ ЭВМ). АГАТ

Компьютеры данного класса доступны многим предприятиям. Организации, использующие микро- ЭВМ, обычно не создают вычислительные центры. Для обслуживания такого компьютера им достаточно небольшой вычислительной лаборатории в составе нескольких человек. В число сотрудников вычислительной лаборатории обязательно входят программисты, хотя напрямую разработкой программ они не занимаются. Необходимые системные программы обычно покупают вместе с микроЭВМ, а разработку нужных прикладных программ заказывают более крупным вычислительным центрам или специализированным организациям.

Успехи в развитии микропроцессоров и микро-ЭВМ привели к появлению персональных ЭВМ (ПЭВМ), предназначенных для индивидуального обслуживания пользователя и ориентированных на решение различных задач неспециалистами в области вычислительной техники. Все оборудование персональной ЭВМ размещается в пределах стола. Марк Петрович Гальперин СОЗДАТЕЛЬ ПЕРВЫХ МИКРО - ЭВМ

Многопользовательские микро-ЭВМ – это мощные микро- ЭВМ, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям.

Персональный компьютер (ПК) – универсальная ЭВМ, предназначенная для индивидуального пользования. Обычно ПК проектируется на основе принципа открытой архитектуры: 1) описание принципа действия ПК и его конфигурации, что позволяет собирать ПК из отдельных узлов и деталей; 2) наличие в ПК внутренних расширительных гнезд, в которые пользователь может вставлять различные устройства, удовлетворяющие заданному стандарт.

Планшетный персональный компьютер Карманный персональный компьютер

баребоны тихий

цифровые (ЦВМ аналоговые (АВМ), гибридные (ГВМ).

ЦВМ – вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме. АВМ - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, то есть в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения). ГВМ – вычислительные машины комбинированного действия работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

По назначению ЭВМ можно разделить на три группы: универсальные (общего назначения), проблемно- ориентированные и специализированные. Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах. Характерными чертами универсальных ЭВМ является: высокая производительность; разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятичных, символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой степени их представления; обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических, логических, так и специальных; большая емкость оперативной памяти; развитая организация системы ввода-вывода информации, обеспечивающая подключение разнообразных видов внешних устройств

Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами. К проблемно-ориентированным ЭВМ можно отнести, в частности, всевозможные управляющие вычислительные комплексы.

Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы. К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемые микропроцессоры специального назначения; адаптеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем.К таким компьютерам также относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов. Бортовые компьютеры управляют средствами ориентации и навигации, осуществляют контроль за состоянием бортовых систем, выполняют некоторые функции автоматического управления и связи, а также большинство функций оптимизации параметров работы объекта (например, оптимизацию расхода топлива объекта в зависимости от конкретных условий движения). Специализированные мини-ЭВМ, ориентированные на работу с графикой, называют графическими станциями. Специализированные компьютеры, объединяющие компьютеры предприятия в одну сеть, называют файловыми серверами. Компьютеры, обеспечивающие передачу информации между различными участниками всемирной компьютерной сети, называют сетевыми серверами.