Лекция №5.1. Вычислительные системы.
Содержание лекции
Определение вычислительной системы.
Классификация вычислительных машин.
2.1. Классификация по размерам и вычислительной мощности.
2.2. Классификация по уровню специализации.
2.3. Классификация по типоразмерам.
2.4. Классификация по совместимости.
Аппаратное обеспечение ЭВМ.
3.1. Структурная схема ЭВМ.
3.2. Назначение основных узлов ЭВМ.
3.3. Внешние устройства ЭВМ.
Вопросы для самопроверки.
1. Определение вычислительной системы.
Вычислительная
система (ВС) - это
совокупность аппаратных
и программных
средств, которые обеспечивают
автоматизацию, сбор, накопление,
обработку, систематизацию, сохранение,
представление, передачу информации.
Рис .1 Структура вычислительной системы
Аппаратное обеспечение ВС (от англ. Hardware) - устройства компьютера.
Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют блочно-модульную конструкцию - аппаратную конфигурацию, необходимую для конкретных видов работ, можно собирать из готовых узлов и блоков.
Программное обеспечение ВС (от англ. Software) - совокупность всех программных и документальных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники.
Электронная вычислительная машина (ЭВМ) – комплекс электронных и электромеханичес-ких устройств, объединенных общим программным обеспечением и обрабатывающим инфо-рмацию по заданному алгоритму.
2. Классификация эвм:
2.1. Классификация по размерам и вычислительной мощности
Вариант деления компьютеров по размерам и вычислительной мощности представлен на рисунке.
БольшиеЭВМ
Исторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база которых прошла путь от электронных ламп до интегральных схем со сверхвысокой степенью интеграции (первая большая ЭВМ ЭНИАК была создана в 1946 г. и имела массу 50 т, быстродействие несколько сотен операций в секунду, оперативную память емкостью 20 чисел, занимала площадь около 100 кв.м).
Несколько серверов, являющихся вычислительными системами, объединяют в единую систему более высокого ранга для повышения эффективности функционирования системы в целом. Они образуют кластер.
Джон Бери создает в Сан-Франциско цифровую библиотеку, (Internet Archive ) представляющую петабайтное хранилище данных – это онлайновая библиотека копий Web-узлов, включающих тексты, аудио и видео информацию, насчитывает порядка 55 млрд. страниц.
Около 2000 систем PetaBox постоянно просматривают Всемирную паутину, записывают на жесткие диске найденные Web-страницы и другой цифровой контент. Оборудование размещено в 50 стойках по 40 серверов PetaBox в каждой в большинстве своем оснащенных двухъядерными процессорами Opteron. Каждая система PetaBox оснащена четырьмя жесткими дисками фирмы Seagate емкостью по 750 Гб с перпендикулярной записью, что позволяет хранить на одной серверной стойке до 120 Тб данных.
Японская машина MDGrape 3 первой в мире достигла порога производительности в один петафлопс. Этот самый быстрый в мире компьютер использует 4808 узлов на базе Intel Xeon.
Флопс - единица измерения быстродействия компьютера. 1 флопс = количество производимых процессором операций с плавающей точкой в секунду.
В феврале 2007 г. в Томском государственном университете запущен в эксплуатацию самый мощный в Восточной Европе суперкомпьютер «Скиф Сyberia» с пиковой производительностью 12 Тфлопс, ОЗУ 1,1 Тб и ёмкостью жестких дисков 22 Тб.
Мини ЭВМ
От больших ЭВМ компьютеры этой группы отличаются уменьшенными размерами и меньшей производительностью и стоимостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, научными учреждениями и некоторыми высшими учебными заведения-ми, сочетающими учебную деятельность с научной. Мини-ЭВМ часто применяют для управления производственными процессами.
МикроЭВМ
Компьютеры данного класса доступны многим предприятиям. Организации, использующие микро-ЭВМ, обычно не создают вычислитель-ные центры. Для обслуживания такого компью-тера им достаточно небольшой вычислительной лаборатории в составе нескольких человек. В число сотрудников вычислительной лаборато-рии обязательно входят программисты, хотя на-прямую разработкой программ они не занимают-ся.
Персональные компьютеры (ПК)
Их можно разделить на бытовые и профессиональные.
Бытовые модели, как правило, имели меньшую произво-дительность, но в них были приняты особые меры для работы с цветной графикой и звуком, чего не требова-лось для профессиональных моделей.
Профессиональные ПК обладали высокой производительностью.
В связи с достигнутым в последние годы резким удешевлением средств вычислительной техники границы между профессиональными и бытовыми моделями в значительной степени стерлись, и сегодня в качестве бытовых нередко используют высокопроизводительные профессиональные модели, а профессивнальные модели, в свою очередь, комплектуют устройствами для воспроизведения мультимедийной информации, что ранее было характерно для бытовых устройств.