Классификация электронно-вычислительных машин. персональные компьютеры

Классификация электронно-вычислительных машин. персональные компьютеры

Классификация электронно-вычислительных машин. персональные компьютеры

Стремление удовлетворить требования разнообразных областей и форм применения электронной вычислительной техники, повысить производительность и расширить логические возможности ЭВМ, повысить надежность их функционирования, облегчить контакты человека с ЭВМ при подготовке программ и в процессе решения задач, повысить обслуживаемость машин — привело в ряде случаев к созданию таких объектов вычислительной техники, которые из-за сложности входящего в них оборудования, тесной логической взаимосвязи аппаратурных и программных средств, при реализации сложных процессов функционирования, множества возможных конфигураций, территориальной рассредоточенности оборудования не укладываются в наше представление о понятии машина. В таких случаях вместо термина вычислительная машина пользуются термином вычислительная система.

Одним из важнейших путей повышения производительности вычислительных машин и систем, их эффективности и надежности является использование различных форм параллелизма в функционировании вычислительного оборудования. Поэтому в основу классификации ВС следует положить в первую очередь реализуемую форму параллелизма. По режиму работы ВС делятся на однопрограммные и мультипрограммные

В однопрограммной системе в памяти машины присутствует только одна рабочая программа (или часть ее), которая, начав выполняться, завершается до конца.

При этом, даже если допускается совмещение во времени операций ввода-вывода с обработкой данных, возможен простой оборудования (например, машина не может продолжать работу, пока не будут введены новые данные).

Стремление повысить эффективность использования вычислительного оборудования привело к разработке мультипрограммных машин и систем, которые могут одновременно выполнять несколько программ или несколько частей одной и той же программы.

Когда говорится об одновременности выполнения программ, то подразумевается, что процессор после выполнения части одной программы может перейти к выполнению другой программы, не закончив ее, перейти к третьей и т.д., сохраняя возможность вернуться позднее к неоконченным программам и продолжить их выполнение.

При этом моменты и очередность переключений программ должны быть выбраны так, чтобы повысить общую эффективность вычислительной системы, хотя время, в течение которого решается каждая отдельная задача, по сравнению со временем в однопрограммном режиме может даже увеличиться.

Мультипрограммный режим реализуется и по отношению к частям одной программы, что приводит к сокращению времени ее выполнения по сравнению со временем, когда режим мультипрограммирования не используется.

Классификация систем по режиму обслуживания. Процесс решения задачи может рассматриваться как обслуживание пользователя ВС. Основные режимы обслуживания.

1. Режим индивидуального пользования.Машина предоставляется полностью в распоряжение пользователя, по крайней мере на время решения его задачи. Пользователь имеет непосредственный доступ к машине и может вводить информацию в оперативную память машины (или выводить из нее), используя устройства ввода-вывода.

Режим индивидуального пользования удобен пользователю, но в этом режиме плохо используется вычислительное оборудование из-за простоев, когда пользователь, получив некоторый промежуточный результат (например, при отладке программы), обдумывает, что он будет делать дальше.

Этот режим применялся в ЭВМ первого поколения, а в настоящее время возродился как форма использования персональных компьютеров.

2. Режим пакетной обработки.В этом режиме пользователи не имеют непосредственного доступа к ВС. Подготовленные ими программы передаются персоналу, обслуживающему систему, и затем накапливаются во внешней памяти (на магнитных дисках, лентах и т.п.).

Система последовательно либо по заранее составленному расписанию выполняет накопленный пакет программ. Пакетная обработка может производиться в однопрограммном и мультипрограммном режимах.

Мультипрограммная пакетная обработка обеспечивает высокую степень загрузки вычислительного оборудования, но при этом из-за отсутствия непосредственной связи между системой и пользователем производительность и эффективность труда самих пользователей снижаются по сравнению с индивидуальным обслуживанием.

Это противоречие преодолевается путем создания систем коллективного пользования, содержащих высокопроизводительные ЭВМ, или, наоборот, путем применения персональных ЭВМ умеренной производительности в режиме индивидуального пользования.

3. Режим коллективного пользования или многопользовательский режим— форма обслуживания, при которой возможен одновременный доступ нескольких независимых пользователей к вычислительным ресурсам мощной ВС.

Каждому пользователю предоставляется терминал, с помощью которого он устанавливает связь с системой коллективного пользования (ВСКП).

В наиболее простых ВСКП обработка всех запросов занимает примерно одно и то же время (системы типа «запрос — ответ»).

Обеспечение более тесного взаимодействия пользователей с вычислительными средствами в системе коллективного пользования, в которой запросы сильно разнятся по времени их обработки, требует в первую очередь сокращения времени ожидания пользователем результата выполнения коротких программ (коротких запросов), для чего применяют различные методы квантования времени, уделяемого процессором для выполнения отдельных программ. Системы коллективного пользования с квантованным обслуживаниемназываются системами с разделением времени.

По количеству процессоров (машин) в ВС, определяющему возможность параллельной обработки программ, ВС делятся на однопроцессорные (одномашинные), многомашинные и многопроцессорные. Многомашинные и многопроцессорные ВС создаются для повышения производительности и надежности вычислительных систем и комплексов.

Функциональные возможности ЭВМ обусловливают важнейшие технико-эксплуатационные характеристики:

  • быстродействие, измеряемое усредненным количеством операций, выполняемых машиной за единицу времени;
  • разрядность и формы представления чисел, с которыми оперирует ЭВМ;
  • номенклатура, емкость и быстродействие всех запоминающих устройств;
  • номенклатура и технико-экономические характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;
  • типы и пропускная способность устройств связи и сопряжения узлов ЭВМ между собой (внутри машинного интерфейса);
  • способность ЭВМ одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять одновременно несколько программ (многопрограммность);
  • типы и технико-эксплутационные характеристики операционных систем, используемых в машине;
  • наличие и функциональные возможности программного обеспечения;
  • способность выполнять программы, написанные для других типов ЭВМ (программная совместимость с другими типами ЭВМ);
  • система и структура машинных команд;
  • возможность подключения к каналам связи и к вычислительной сети;
  • эксплуатационная надежность ЭВМ;
  • коэффициент полезного использования ЭВМ во времени, определяемый соотношением времени полезной работы и времени профилактики.

В США и Англии первые компьютеры разрабатывались в 1943— 1947 гг., в континентальной Европе первый «макет электронно-счетной машины» (МЭСМ) создан в СССР в 1948—1951 гг. Современные типы вычислительных устройств по степени убывания мощности можно расположить в следующем порядке:

1. СуперЭВМ

2. Большая ЭВМ

3. Мини – компьютер

4. Сервер

5. Рабочая станция

6. Персональный компьютер

7. Портативный компьютер

8. Карманный ПК

9. Смарт карта.

Рисунок 1 — Схема классификации ЭВМ, исходя из их вычислительной мощности и габаритов.

Успехи в развитии микропроцессоров и микроЭВМ ознаменовались созданием нового класса средств вычислительной техники персональных компьютеров (ПК), предназначенных для индивидуального обслуживания пользователя в условиях непосредственного контакта с ним.

Характерные признаки персонального компьютера.

1 Возможность персональной работы с компьютером неспециалиста в вычислительной технике, дружественное взаимодействие компьютера и программ с пользователем.

2 Универсальное, похожее функционирование различных моделей.

3 Прикладное программное обеспечение охватывает широкий крут профессиональных задач и различные программы для отдыха.

4 Телекоммуникационные средства обеспечивают подключение к компьютерным сетям.

5 Применение принципа открытой архитектуры и микропроцессоров.

6 Широкая сеть сбыта и обслуживания.

7 Работу компьютерной системы выполняет аппаратное и программное обеспечение.

Персональные компьютеры обладают при небольших габаритных размерах и стоимости широкими вычислительными и логическими возможностями, удобными, простыми в обращении средствами для взаимодействия человека с компьютером, а, главное, снабжены ориентированным на пользователя, не имеющего специальной профессиональной подготовки, «дружественным» к нему, обширным программным обеспечением, включающим в себя эффективные программные пакеты для выполняемых повседневно человеком процедур подготовки и редактирования текстов, вычислений, работы с базами данных и т. п., а также средства обучения работе с ПК, поддержки диалога пользователя с ПК, подсказки при ошибках в действиях пользователя. Общение пользователя с ПК становится более комфортным благодаря внесению программным обеспечением в этот процесс игровых компонентов. Сказанное объясняет, почему появление ПК ознаменовало революцию в технологии использования ЭВМ.

Вычислительные машины в форме ПК пришли на рабочие места ученых, конструкторов, технологов, руководителей разного ранга, сотрудников учреждений, журналистов и многих других работников, деятельность которых связана с получением, накоплением и обработкой информации.

Использование ПК во многих случаях позволяет повысить производительность и качество труда. Поэтому на основе ПК создаются автоматизированные рабочие места(АРМ) работников разных профессий, в которых реализуются автоматизация проектирования, научных исследований, диспетчеризации производственных процессов и т. д.

Персональный компьютер пришел в наши квартиры как новая форма бытовой техники, используемая, в первую очередь, в учебных целях (компьютерные учебные курсы) и для досуг (компьютерные игры).

Появление ПК сделало актуальной и одновременно возможной компьютеризацию многих сторон нашей жизни. Для многих людей (в первую очередь, молодого поколения) стало необходимым овладение компьютерной грамотностью.

Существует и быстро пополняется множество различных моделей ПК- В новых моделях представляемые пользователю возможности быстро расширяются, в первую очередь, за счет увеличения производительности процессоров, емкостей основной и внешней памятей, повышения качества и гибкости электронной графики, качества печати и т. д.

Среди множества моделей ПК можно выделить следующие группы:

  • ПК для использования в быту (бытовые ПК) со сравнительно небольшими вычислительными ресурсами (производительность, емкость памяти), комплексируемые с обычными телевизорами;
  • ПК для учебных классовшкол и других учебных заведений с умеренными вычислительными ресурсами, с собственными дисплейными средствами и средствами локальной сети для объединения ПК учащихся и ПК педагога в учебный комплекс;
  • профессиональные ПКс обширными вычислительными ресурсами и эффективным набором периферийных средств (цветной графический дисплей, высококачественное печатающее устройство), предназначенные для поддержки профессиональной деятельности работников различных профессий, создания автоматизированных рабочих мест.

Устройства персонального компьютера.

Аппаратное обеспечение— электронные, электрические и механические устройства, входящие в состав системы или сети.

Устройство — любое оборудование в корпусе компьютера или подключенное извне, в том числе по сети, которое может выполнять операции ввода и вывода данных, например жесткий диск, клавиатура, мышь, принтер. Устройства одинакового назначения могут иметь разную спецификацию(конструктивное решение, параметры, управление).

Минимальный состав персонального компьютерав настольном варианте: системный блок, монитор, клавиатура и мышь.

Системный блоксодержит основные электронные схемы и устройства, которые позволяют компьютеру работать, управляют и вычисляют. В системном блоке находятся: материнская (системная) плата с процессором и оперативной памятью, устройства внешней памяти (накопитель на жестком диске, дисководы дискет и компакт-дисков) для ввода и долговременного хранения информации (чтения и записи), блок питания.

Такие устройства, как жесткий диск или дисковод СБ-К.ОМ, размещены внутри компьютера, но считаются устройствами, поскольку устанавливаются отдельно и заменимы. Для их работы под управлением операционной системы необходима программа для устройства — драйвер.

Клавиатура — стандартное устройство ввода информации, передающее в компьютер символы или команды.

Монитор(или дисплей)— стандартное устройство вывода, отображения информации в форме знаков, графического и видеоизображения на электронном экране. Современные программные средства используют монитор как инструмент организации графического взаимодействия с пользователем, в частности для совместного ввода информации с помощью мыши и клавиатуры.

Мышь— устройство позиционирования указателя на экране, позволяющее без использования клавиатуры выделять, перемещать, изменять объекты, отдавать команды.

Периферийное устройство, периферия— часть аппаратного обеспечения, конструктивно отделенная от основного блока вычислительной системы. Периферийные устройства функционируют по командам центрального процессора.

Периферийные устройства предназначены для внешней обработки данных, их подготовки, ввода, хранения, управления, защиты, вывода и передачи по каналам связи, но не являются существенно — необходимыми.

Периферийное устройство может быть физически внешним (принтер, сканер, внешний модем), иногда находится в системном блоке (дисковод СО или внутренний модем).

:

Источник: http://csaa.ru/klassifikacija-jelektronno-vychislitelnyh-mashin/

Классификация электронно-вычислительных машин

Классификация электронно-вычислительных машин. персональные компьютеры

В общем случае ЭВМможно классифицировать по ряду признаков.

1.По принципу действия ЭВМделятся на три больших класса в зависимостиот формы представления информации, скоторой они работают:

        АВМ –аналоговые вычислительные машинынепрерывного действия, работают синформацией, представленной в непрерывной(аналоговой) форме, то есть в виденепрерывного ряда значений какой-либофизической величины (чаще всегоэлектрического напряжения);

        ЦВМ –цифровые вычислительные машиныдискретного действия, работают синформацией, представленной в дискретной(цифровой) форме;

        ГВМ –гибридные вычислительные машиныкомбинированного действия работают синформацией, представленной как вцифровой, так и в аналоговой форме. ГВМсовмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ.Их целесообразно использовать длярешения задач управления сложнымибыстродействующими техническимикомплексами.

2.По назначению ЭВМможно разделить на три группы:

        универсальныеЭВМ предназначеныдля решения самых различныхинженерно-технических задач: экономических,математических, информационных и другихзадач, отличающихся сложностью алгоритмови большим объемом обрабатываемых данных.Они широко используются в вычислительныхцентрах коллективного пользования и вдругих мощных вычислительных комплексах.

Характерными чертами универсальныхЭВМ является: высокая производительность;разнообразие форм обрабатываемых данныхпри большом диапазоне их изменения ивысокой степени их представления;обширная номенклатура выполняемыхопераций, как арифметических, логических,так и специальных; большая емкостьоперативной памяти; развитая организациясистемы ввода-вывода информации,обеспечивающая подключение разнообразныхвидов внешних устройств;

        проблемно-ориентированныеЭВМ служатдля решения более узкого круга задач,связанных, как правило, с управлениемтехнологическими процессами.

Онииспользуются для регистрации, накопленияи обработки относительно небольшихобъемов данных, выполнения расчетов поотносительно несложным алгоритмам.

Проблемно-ориентированные ЭВМ обладаютограниченными по сравнению с универсальнымиЭВМ аппаратными и программными ресурсами;

        специализированныеЭВМ используютсядля решения узкого круга задач илиреализации строго определенной группыфункций.

Узкая ориентация ЭВМ позволяетчетко определить их структуру, существенноснизить сложность и стоимость присохранении высокой производительностии надежности их работы.

К специализированнымЭВМ можно отнести, например, программируемыемикропроцессоры специального назначения,а также адаптеры и контроллеры, выполняющиелогические функции управления отдельныминесложными техническими устройствамисогласования и сопряжения работы узловвычислительных систем.

3.По размерам и функциональнымвозможностям ЭВМделятся на:

        сверхбольшие(суперЭВМ) –мощные многопроцессорные вычислительныемашины с быстродействием сотни миллионов- десятки миллиардов операций в секундус объемом оперативной памяти в десяткиГбайт.

В настоящее время в миренасчитывается несколько тысяч суперЭВМ,таких как  Cray3, Cray 4, Cray Y-MP C90 фирмы Cray Research, Cyber 205 фирмыControl Data, SХ-3 и SХ-Х фирмы NЕС, VP 2000 фирмыFujitsu (Япония), VРР 500 фирмы Siemens (ФРГ).

Средилучших суперЭВМ можно отметить исуперкомпьютер «СКИФ», созданныйв рамках союзного договора между Россиейи Беларусью.

        большиеЭВМ чащевсего называют мэйнфреймами (Mainframe). Кмэйнфреймам относят, как правило,компьютеры, имеющие производительностьдесятки миллионов операций в секунду,емкость памяти до 1000 Мбайт имногопользовательский режим работы.

Основные направления эффективногоприменения мэйнфреймов – это решениенаучно-технических задач, работа ввычислительных системах с пакетнойобработкой информации, работа с большимибазами данных, управление вычислительнымисетями и их ресурсами.

Родоначальникомсовременных больших ЭВМ является фирмаIBM.

малые(мини-ЭВМ) используютсячаще всего для управления технологическимипроцессами. Они более компактны изначительно дешевле больших ЭВМ. Ихпоявление (70 годы прошлого столетия)обусловлено, с одной стороны, прогрессомв области электронной элементной базы,а с другой – избыточностью ресурсовбольших ЭВМ для ряда приложений.

Мини-ЭВМимеют быстродействие десятки миллионовопераций в секунду, объем оперативнойпамяти 512 Мбайт, и могут также поддерживатьмногопользовательский режим. Первымимини ЭВМ были компьютеры РDР-11 (ProgramDriven Processor – программно-управляемыйпроцессор) фирмы DЕС, США.

Они явилисьпрообразом советских мини ЭВМ (СМ ЭВМ):CM 1, 2,3,4,1400,1700 и др.

        сверхмалые(микро-ЭВМ)обязанысвоим появлением изобретениюмикропроцессора, наличие которогослужило первоначально определяющимпризнаком микроЭВМ, хотя сейчасмикропроцессоры используются во всехбез исключения классах ЭВМ. 

Микро-ЭВМделятся на универсальные и специализированные;в своюочередь и универсальные и специализированныемикро-ЭВМ делятся на многопользовательскиеи однопользовательские:

—         Универсальныемногопользовательские микроЭВМпредставляют собой мощные микроЭВМ,оборудованные несколькими видеотерминаламии функционирующие в режиме разделениявремени, что позволяет эффективноработать на них сразу несколькимпользователям.

—         Универсальнаяоднопользовательская микро-ЭВМ– это ничто иное, как хорошоизвестный персональныйкомпьютер (ПК).

—         Специализированныемногопользовательские микро-ЭВМиспользуются в сетевых вычислительныхсистемах и называются серверами.

—         Специализированныеоднопользовательские микро-ЭВМпредставляют собой рабочиестанции,и используются для выполнения определенноговида работ (графических, инженерных,издательских и др.).

Следует отметить,что приведенная выше классификация ЭВМносит достаточно условный характер иможет быть расширена по ряду другихпризнаков.

Источник: https://studfile.net/preview/5445065/page:8/

Электронно-вычислительные машины (ЭВМ) их классификация. Характеристика и назначение основных устройств (ЭВМ)

Классификация электронно-вычислительных машин. персональные компьютеры

Виды и свойства информации. Экономическая информация, ее свойства и особенности. Возможны несколько видов классификации информации 1. По способам восприятия: Визуальная Аудиальная Тактильная Обонятельная Вкусовая 2. По форме представления: Текстовая Числовая Графическая Музыкальная 3.

По общественному значению : — Массовая — Специальная — Личная Свойства информации 1. Объективность информации. 2. Достоверность информации. 3. Полнота информации. 4. Актуальность (своевременность) информации 5.

Полезность или бесполезность (ценность) информации Экономическая  информация — отражает и обслуживает процессы производства, она воплощается с помощью звуков, сигналов, это совокупность сведений, отражающих состояние развития каких-либо отраслей.

Особенности ЭИ: 1) Преобладание алфавитно-цифровых знаков 2) Значительный объем переменных и постоянных данных 3) Сохранность при использовании 4) Возможность многократного использования одних и тех же данных, в том числе разными потребителями.  

Понятие документа, электронного документа.

Документ – это материальный объект, содержащий информацию в зафиксированном виде и специально предназначенный для её передачи во времени и пространстве.

Электро́нный докуме́нт:

· Документ, зафиксированный на электронном носителе (в виде набора символов, звукозаписи или изображения) и предназначенный для передачи во времени и пространстве с использованием средств вычислительной техники и электросвязи с целью хранения и общественного использования.

· Форма представления информации в целях ее подготовки, отправления, получения или хранения с помощью электронных технических средств, зафиксированная на магнитном диске, магнитной ленте, лазерном диске и ином электронном материальном носителе.

· Документированная информация, представленная в электронной форме, то есть в виде, пригодном для восприятия человеком с использованием электронных вычислительных машин, а также для передачи по информационно-телекоммуникационным сетям или обработки в информационных системах.

Юридическую значимость электронному документу придаёт электронная цифровая подпись, которая на территории Российской Федерации равнозначна собственноручной подписи в документе на бумажном носителе при одновременном соблюдении следующих условий:

1. сертификат ключа подписи, относящийся к этой электронной цифровой подписи, не утратил силу (действует) на момент проверки или на момент подписания электронного документа;

2. при наличии доказательств, определяющих момент подписания;

3. подтверждена подлинность электронной цифровой подписи в электронном документе;

4. электронная цифровая подпись используется в соответствии со сведениями, указанными в сертификате ключа подписи.

История развития средств вычислительной техники.

Компьютер – электронный прибор для автоматизации создания, передачи, хранения и обработки информации. Поэтому правильнее механическим предшественником компьютера считать механические часы. Любые часы через равные промежутки времени автоматически создают (генерируют) перемещения или сигналы и суммируют их.

Наиболее ранние часы относятся к XIV веку – башенные часы монастырей. Первое же автоматическое устройство для сложения чисел было создано на базе механических часов: в 1623 году Вильгельм Шикард (Германия) создал «суммирующие часы». В 1642 году француз Блез Паскаль создал первый механический калькулятор. В 1673 году немецкий математик и философ Г. В.

Лейбниц создал механический калькулятор, который мог выполнять операции умножения и деления (путём многократного повторения операций сложения и вычитания). В 1804 году француз Жаккард применил перфокарту для автоматического управления ткацким станком. Оставался один шаг до программного управления вычислительными операциями.

В 1834 году английский математик и изобретатель Чарльз Бэббидж разработал аналитическую машину (по сути первый механический компьютер). Однако при его жизни машина построена не была. Первый механический компьютер построил в 1938 году немецкий инженер Конрад Цузе. Первый электронный компьютер ЭНИАК (ENIAC) создали в США в 1946 году Эккерт и Моучли.

Первый персональный компьютер «Apple» создали в США в 1977 году Стив Джобс и Стив Возняк.

Электронно-вычислительные машины (ЭВМ) их классификация. Характеристика и назначение основных устройств (ЭВМ)

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.

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.

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.

По размерам и функциональным возможностям ЭВМ можно разделить на сверхбольшие, большие, малые, сверхмалые (микроЭВМ).

Классификация ЭВМ по принципу действия:

1. ЦВМ – вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.

2. 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).

3. 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.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 818;

Источник: https://studopedia.net/4_11576_elektronno-vichislitelnie-mashini-evm-ih-klassifikatsiya-harakteristika-i-naznachenie-osnovnih-ustroystv-evm.html

Классификация компьютеров

Классификация электронно-вычислительных машин. персональные компьютеры

Первый компьютер был создан в 1946 году в США. Данная электронная вычислительная машина (ЭВМ) состояла из 18 тыс. вакуумных ламп, весила 30 тонн, занимала площадь около 200 м2 и потребляла огромное количество энергии. В 1964 г. фирма IBM объявила о создании семейства компьютеров System 360, после чего продолжается постоянное развитие компьютерной техники и элементной базы.

Компьютерная техника может классифицироваться по назначению, мощности, размерам, элементной базе и т.д. Такое разделение компьютеров является условным, что объясняется стремительным развитием компьютерной науки и техники.

В общем виде компьютеры можно разделить:

  • по производительности и быстродействию;
  • по назначению;
  • по уровню специализации;
  • по типу процессора;
  • по особенностям архитектуры;
  • по размерам.

В зависимости от набора решаемых задач, на основании которых формируются требования к характеристикам, компьютеры делят на:

  • персональные компьютеры;
  • рабочие станции;
  • серверы;
  • мэйнфреймы;
  • суперкомпьютеры (кластерные архитектуры).

Персональный компьютер

Персональный компьютер (ПК) — предназначен для удовлетворения потребностей одного пользователя и представляет собой комплекс взаимосвязанных устройств, каждое из которых выполняет определенные функции. Персональные компьютеры условно можно разделить на профессиональные и бытовые (домашнего использования).

Характерным для ПК являются:

  • ориентация на широкое применение и наличие некоторого набора стандартных технических средств со средними значениями характеристик, которые могут быть существенно улучшены по желанию пользователя;
  • автономное использование ПК и, как следствие, обязательное наличие у каждого компьютера средств ввода и отображения информации, таких как: клавиатура, мышь, монитор, принтер и др, характерных для решаемых задач;
  • индивидуальное использование ресурсов ПК и незначительное использование ресурсов других компьютеров при наличии подключения к информационной сети, например, Internet.
  • работа под управлением, как минимум, не сетевой операционной системы.

Рабочая станция

Рабочая станция (англ. Workstation) — комплекс технических и программных средств, предназначенных для решения определенного круга задач.

  • Рабочая станция — как место работы специалиста представляет собой полноценный компьютер или компьютерный терминал (устройство ввода / вывода информации, отделенные часто отдаленные от управляющего компьютера), набор необходимого программного обеспечения, при необходимости может дополняться вспомогательным оборудованием: принтер, внешнее устройство хранения данных на магнитных и / или оптических носителях, сканер штрих-кода и др.
  • Также термином «рабочая станция» обозначают компьютер в составе локальной вычислительной сети относительно сервера. Компьютеры в локальной сети подразделяются на рабочие станции и серверы. На рабочих станциях пользователи решают прикладные задачи (работают в базах данных, создают документы, выполняют расчеты). Сервер обслуживает сеть и предоставляет собственные ресурсы всем узлам сети, в том числе и рабочим станциям.

Существуют достаточно устойчивые признаки конфигураций рабочих станций, предназначенных для решения определенного круга задач, позволяет отделять их в отдельный профессиональный подкласс: мультимедиа (обработка изображений, видео, звука), САПР (системы автоматизированного проектирования и т.д.).

Каждый такой подкласс может иметь присущие ему особенности и уникальные компоненты, например:

  • большой размер монитора и / или несколько мониторов (САПР),
  • быстродействующая графическая плата (обработка видео и мультипликация, компьютерные игры),
  • большой объем накопителей данных,
  • наличие сканера (работа с изображением),
  • защищенное исполнение (вооруженные силы, секретные базы данных) и другие.

Сервер

Сервер (server) — компьютер, предназначенный для предоставления своих информационных и расчетных ресурсов в общее пользование. Он обслуживает запросы от рабочих станций или ПК.

Серверы делятся:

  1. Сервер (программное обеспечение) — программное обеспечение, принимает запросы от клиентов, то есть программный компонент вычислительной системы, выполняющий сервисные (обслуживающие) функции по запросу клиента, предоставляя ему доступ к определенным ресурсам или услуг.
  2. Сервер (аппаратное обеспечение) — компьютер (или специальное компьютерное оборудование), выделенный и / или специализированный для выполнения определенных сервисных функций.

Характерным для сервера являются:

  • работа под управлением сетевой операционной системы;
  • наличие сетевых карт, обеспечивающих требуемые скорости и объемы обмена данными;
  • наличие быстродействующего процессора или нескольких — от двух до нескольких десятков и сотен — процессоров для обеспечения необходимой вычислительной мощности;
  • высокие требования к объему оперативной и внешней памяти;
  • применение устройств бесперебойного питания;
  • невысокие требования к устройствам ввода и визуального отображения информации для управления сервером и даже, возможно, частичная или полное их отсутствие.

Мэйнфрейм

Мэйнфрейм (mainframe) — высокоэффективная вычислительная машина с повышенным размером оперативной памяти и жесткого диска, способна делать множество сложных вычислений одновременно и непрерывно в течение длительного времени. Основная сфера использования мэйнфреймов — коммерческие организации, центры научных исследований.

Научные исследования показывают, что при использовании глобальных информационных массивов, обработка данных будет выполняться значительно легче и экономически выгоднее с помощью мейнфрейму, чем при участии сети персональных устройств. Мэйнфрейм опережает обычные современные ПК практически по всем показателям.

Отдельно стоит уделить внимание высокой надежности самого устройства и данных, с которыми он работает. Наличие резервных составляющих устройств системы и возможность их «горячей» замены обеспечивают непрерывность работы.

 А стандартная величина загруженности процессора без особых усилий превышает отметку в 85% от общей мощности. Управление таким устройством происходит с помощью цепи терминалов, а с недавних пор и через сетевой интерфейс.

 Лидирующие позиции в производстве мэйнфреймов занимает компания IBM.

Надежность мэйнфреймов — это результат почти 60-летнего их совершенствования. Мэйнфреймы могут изолировать и исправлять большинство аппаратных и программных ошибок.

Для мэйнфреймов характерны следующие особенности:

  • дублирования: резервные процессоры; запасные микросхемы памяти; альтернативные пути доступа к периферийным устройствам. Горячая замена всех элементов до каналов, плат памяти и центральных процессоров;
  • целостность данных: в мэйнфреймах используется память, исправляет ошибки. Ошибки не приводят к разрушению данных в памяти, или данных, ожидающих устройства ввода-вывода информации. Дисковые подсистемы построены на основе RAID-массивов с горячей заменой и встроенными средствами резервного копирования, которые гарантируют защиту от потерь данных;
  • рабочую нагрузку мэйнфреймов может составлять 80-95% от их пиковой производительности;
  • пропускная способность подсистемы ввода-вывода мэйнфреймов разработана так, чтобы работать в среде с высоким рабочим нагрузкам на ввод-вывод;
  • доступ к данным: поскольку данные хранятся на одном сервере, приложения не требуют сбора исходной информации из множества источников, не нужен дополнительный дисковое пространство для их временного хранения;
  • требуется небольшое количество необходимых физических серверов и довольно простое программное обеспечение. Все это, в совокупности, ведет к повышению скорости и эффективности обработки.
  • использования дискового пространства: пропускная способность ввода-вывода достаточное для загрузки процессора.

Суперкомпьютер

Суперкомпьютер (кластерная архитектура) — вычислительная машина, значительно превосходит по своим техническим параметрам большинство существующих компьютеров.

Как правило, современные суперкомпьютеры — это большое количество высокопроизводительных серверных компьютеров, соединенных друг с другом локальной высокоскоростной магистралью для достижения максимальной производительности в рамках подхода распараллеливания вычислительного задачи. Таким образом, большинство суперкомпьютеров — это кластерные архитектуры.

Кластер — это разновидность параллельной или распределенной системы, которая состоит из нескольких связанных между собой компьютеров и используется как единственный, унифицированный компьютерный ресурс.

Кластер всегда состоит из узлов, которые являются полноценными компьютерами, соединенными сетью для выполнения обмена данными.

 При этом, эти компьютеры не обязательно должны быть однотипными, система может быть и гетерогенной, объединяя в себе компьютеры разной архитектурой — от ПК до сверхпроизводительных суперкомпьютеров.

 Кластер может быть как территориально сосредоточен, так и распределен, последнем способствует развитие глобальной сети Internet.

Компьютеры, образуют кластер, — так называемые узлы кластера — всегда относительно независимы, что позволяет останавливать или исключать из них для проведения профилактических работ или установки дополнительного оборудования без нарушения работоспособности всего кластера.

Аппаратная и программная часть комплекса позволяет при обнаружении отказа одного процессора быстро перераспределить работу на другие процессоры внутри кластера.

 При этом сбой в работе кластера выражается лишь в некотором снижении производительности системы или в недоступности приложений на короткое время, необходимое для переключения на другой узел.

 Производительность кластерной системы легко масштабируется, а это значит, что добавление в систему дополнительных процессоров, оперативной и дисковой памяти или новых узлов может выполняться при необходимости в любое время.

Кластерная архитектура на сегодняшний день является наиболее распространенной для создания высокопроизводительных вычислительных комплексов: в списке самых мощных суперкомпьютеров мира Тор500 более 80% систем является кластерами.

 В отличие от «мэйнфреймов» — мощных компьютеров с традиционной архитектурой — кластер строится на базе компонентов, выпускают массово, и состоит из стандартных серверов — вычислительных узлов, объединенных высокопроизводительной системной сетью.

Сравнение мейнфрейма и суперкомпьютера

Суперкомпьютеры — это машины, которые находятся сегодня на пике доступных вычислительных мощностей, особенно в области операций с числами.

 Суперкомпьютеры используются для научных и инженерных задач (высокопроизводительные вычисления, например, в области метеорологии или моделирования ядерных процессов), где ограничивающими факторами являются мощность процессора и объем оперативной памяти, тогда как мэйнфреймы используются для целочисленных операций, которые являются требовательными к скорости обмена данными, надежности и способности одновременной обработки множества процессов (инвентаризация товаров, резервирование авиабилетов, банковские операции).

В контексте общей вычислительной мощности мэйнфреймы проигрывают суперкомпьютерам.

Источник: https://www.polnaja-jenciklopedija.ru/nauka-i-tehnika/klassifikatsiya-kompyuterov.html

Pravo-consut
Добавить комментарий