Серверы

Серверы (Server) локальных и региональных компьютерных сетей – это высокопроизводительные мини-компьютеры, которые служат как бы узловыми точками переприема запросов в информационной сети, а также для хранения некоторой общей информации. Такого типа серверы могут использоваться и как серверы глобальных сетей, однако в последнем случае чаще всего используются компьютеры типа Mainframe. Надо сказать, что понятие сервер во многом функциональное, так что в простых локальных сетях в качестве серверов могут использоваться и обычные ПК. Но все-таки в качестве серверов достаточно серьезных сетей используются более мощные и надежные мини-компьютеры с увеличенным объемом оперативной и внешней памяти.

Рабочие станции

К рабочим станциям (workstation – WKS) относятся мини-компьютеры повышенной производительности, ориентированные на эффективное использование в инженерной практике (САПР, системы обработки изображений и пр.). Рабочие станции обычно имеют мощный центральный процессор с производительностью до 10000 MIPS и больше, ОЗУ емкостью до нескольких десятков гигабайт и внешнюю дисковую память емкостью в сотни гигабайт и даже несколько терабайт. Кроме того, они, как правило, включают в себя расширенный набор периферийных устройств. Обычно они имеют графический монитор с высокой разрешающей способностью (не менее 1800×1440 точек), мощные принтеры и сканеры, а также различные устройства манипуляции. Интересно, что спрос на эти профессиональные системы растет непрерывно и, главное, 75% распродаж приходится на долю таких далеких от науки и техники пользователей, как финансовые, страховые и медицинские компании.

Промышленные мини-компьютеры

Еще одно направление в области мини-компьютеров представляет собой мини-компьютеры, специально предназначенные для управления производственными процессами в условиях промышленного предприятия. Они представляют собой набор модулей мини-компьютера (CPU, ЗУ, Chip-Set, периферийного оборудования и т.п.), изготавливаемых в виде особо надежных и прочных конструкций плат модулей. Их набор, в специальных фрейм-каркасах, дает возможность создавать мини-компьютеры различной конфигурации, специально приспособленные для работы в тяжелых промышленных условиях.

Надо отметить, что часто такого класса мини-компьютеры относят к типу промышленных контроллеров, поскольку, в основном, они служат для автоматического управления технологическими процессами и используются без установки мониторов.

4. Микроконтроллеры

Микроконтроллером – МК (MCU – MicroChip Unit, MultiChip Unit, Main Control Unit, Multipoint Control Unit), или однокристальной ЭВМ – ОЭВМ, называют вычислительную систему, реализованную на одном кристалле кремния, т.е. в виде одной интегральной микросхемы, ориентированную, как правило, на выполнение алгоритмов цифрового управления различными объектами или процессами.

Современный микроконтроллер может содержать в себе:

1. Центральный процессор (основной узел обработки информации и выработки управляющих сигналов системы);

2. Внутреннюю постоянную и оперативную память (для хранения исходной, а также промежуточной информации и результатов ее обработки);

3. Таймеры (для генерирования, а также возможности измерения интервалов времени);

4. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) (для преобразования входной аналоговой информации в цифровую, с которой работает процессор);

5. Широтно-импульсные модуляторы (ШИМ) (для генерирования широтно-модулированных аналоговых сигналов при управлении электродвигателями и другими аналоговыми исполнительными устройствами);

6. Модули обработки событий (представленных входными импульсными сигналами);

7. Контроллеры прерываний (для эффективного восприятия внешних событий требующих внимания процессора);

8. Параллельные и последовательные порты ввода/вывода (для связи микроконтроллера с внешней средой – управляемым процессом, объектом);

и многое другое.

Таким образом, на базе одной микросхемы – микроконтроллера, с добавлением минимального количества дополнительных компонентов, можно построить многофункциональную цифровую управляющую систему.

Первый микроконтроллер универсального назначения, 8 разрядный i8048 выпустила фирма Intel в 1976 г. и это можно назвать революционным скачком в развитии средств вычислительной техники. Дело в том, что до появления микроконтроллеров компьютеры использовались все-таки в достаточно ограниченной сфере применения с целью научно-технических, бухгалтерских, экономических и плановых расчетах в крупных институтах, учреждениях, вычислительных центрах. Появление же микроконтроллеров как бы прорвало плотину. Началось массовое производство и внедрение вычислительной техники во всех областях народного хозяйства: управление станками, автомашинами, робототехническими комплексами повышенной сложности, в радиотехнических, измерительных, контрольно-диагностических системах, системах терморегулирования.

Все более широкое использование они получают в управлении бытовым оборудованием: в стиральных машинах, холодильниках, кухонных комбайнах, телевизорах, телефонных аппаратах, СВЧ – печах. Кроме того, они используются в офисных копировальных аппаратах, цифровых фото - и видеокамерах, и т.п.

Они все больше и больше внедряются и в периферийные устройства самих компьютеров, как контроллеры управления внешних запоминающих устройств, клавиатур, принтеров, сканеров, модемов и пр.

Причем, современные МК имеют производительность десятки и сотни MIPS и оперируют 8,16 и даже 32 разрядными операндами. То есть по сложности эквивалентны большим вычислительным машинам недавнего прошлого.

Огромная номенклатура выпускаемых микроконтроллеров (многие сотни разновидностей), их значительные функциональные возможности, высокие технические параметры, относительно низкая стоимость, позволяют удовлетворить запросы широкого круга потребителей – разработчиков разнообразной электронной аппаратуры. Результатом этого является чрезвычайно быстрый рост производства и применения микроконтроллеров. В 2000 г. их выпуск в мире достиг 2 миллиардов штук в год! У меня нет более поздней информации, но если за пятилетие 1994…1999 г. выпуск микроконтроллеров увеличился в 3 раза, то можно себе представить, сколько их производится в настоящее время, и какое значение они приобретут в будущем!

Следует заметить, что кроме рассмотренной классификации, иногда рассматривают классификацию по признаку универсальности их применения.

Так различают:

1. Универсальные компьютеры, предназначенные для широкого применения, с примерно равной степенью эффективности использования для решения задач самого различного класса задач.

2. Проблемно-ориентированные компьютеры, предназначенные для эффективного решения определенного класса задач, хотя в то же время, с несколько меньшей производительностью их можно использовать и для решения задач любого класса.

3. Специализированные компьютеры, предназначенные для эффективного решения сравнительно узкого класса задач и приспособленного для использования только в пределах этого класса задач. Зато они обладают более простой структурой, дешевизной производства и максимальной производительностью в пределах разрешенной области.