Компьютерные информационные технологии (кит) Лекция 3 техническое обеспечение информационных систем ч1.

В настоящее время к техническому обеспечению информационных систем относят электронные вычислительные машины (компьютеры) и сетевое оборудование.

Сетевое оборудование будет изучаться в лекциях, посвященных компьютерным сетям.

3.1 Классификация электронных вычислительных машин

Электронные вычислительные машины (ЭВМ)- в настоящее время более применимый термин- компьютеры- являются основным элементом информационной системы.

В общем случае ЭВМ можно классифицировать по ряду признаков.

1. По принципу действияЭВМ делятся на три больших класса в зависимости от формы представления информации, с которой они работают:

• АВМ– аналоговые 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);

• ЦВМ– цифровые вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной (цифровой) форме;

• ГВМ– гибридные вычислительные машины комбинированного действия работают с информацией, представленной как в цифровой, так и в аналоговой форме. ГВМ совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. Их целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

2. По назначениюЭВМ можно разделить на три группы:

• универсальные ЭВМпредназначены 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 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 ЭВМслужат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими процессами. Они используются для регистрации, накопления и обработки относительно небольших объемов данных, выполнения расчетов по относительно несложным алгоритмам. Проблемно-ориентированные ЭВМ обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами;

• специализированные ЭВМиспользуются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Узкая ориентация ЭВМ позволяет четко определить их структуру, существенно снизить сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы. К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемые микропроцессоры специального назначения для согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем или специализированного технологического обрудования..

3. По размерам и функциональным возможностямЭВМ делятся на:

• сверхбольшие (суперЭВМ)– мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием сотни миллионов - десятки миллиардов операций в секунду, и с объемом оперативной памяти в десятки Гбайт.

Для оценки производительности компьютеров в мире используется понятие количество операций над числами с плавающей запятой в секунду - флопс (floating – point operations per second). Не так давно супер ЭВМ преодолели производительность в один терафлопс – триллион (10 ¹²) операций в секунду. СуперЭВМ состоят, как правило, с очень большого числа процессоров и реализуют принцип параллельных вычислений. СуперЭВМ ASCII Red, например, содержит 9298 микропроцессоров Intel Pentium Pro. По оценке специалистов к 2030 году появятся суперЭВМ c производительностью 10 ²¹ флопс.

В настоящее время в мире насчитывается несколько тысяч суперЭВМ, таких как Cray 3, Cray 4, Cray Y-MP C90 фирмы Cray Research, Cyber 205 фирмы Control Data, SХ-3 и SХ-Х фирмы NЕС, VP 2000 фирмы Fujitsu (Япония), VРР 500 фирмы Siemens (ФРГ). Среди лучших суперЭВМ можно отметить и суперкомпьютер «СКИФ», в рамках союзного договора между Россией и Беларусью.

• большие ЭВМчаще всего называют мэйнфреймами (Mainframe). К мэйнфреймам относят, как правило, компьютеры, имеющие производительность десятки миллионов операций в секунду, емкость памяти до 1000 Мбайт и многопользовательский режим работы. 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. Родоначальником современных больших ЭВМ является фирма IBM.

• малые (мини-ЭВМ)используются чаще всего для управления технологическими процессами. Они более компактны и значительно дешевле больших ЭВМ. Мини-ЭВМ имеют быстродействие десятки миллионов операций в секунду, объем оперативной памяти 512 Мбайт, и могут также поддерживать многопользовательский режим.

• сверхмалые (микро-ЭВМ) обязаны своим появлением изобретению микропроцессора. Именно наличие микропроцессора служило первоначально определяющим признаком микроЭВМ, хотя сейчас микропроцессоры используются во всех без исключения классах ЭВМ. Микро-ЭВМ делятся науниверсальныеиспециализированные; в свою очередь и универсальные и специализированные микро-ЭВМ делятся намногопользовательские и однопользовательские:

  • Универсальные многопользовательскиемикроЭВМ представляют собой мощные микроЭВМ, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям.

  • Универсальная однопользовательскаямикро-ЭВМ – это ничто иное, как хорошо известныйперсональный компьютер(ПК).

  • Специализированные многопользовательскиемикро-ЭВМ используются в сетевых вычислительных системах и называютсясерверами.

  • Специализированные однопользовательские микро-ЭВМ представляют собой рабочие станции, и используются для выполнения определенного вида работ (графических, инженерных, издательских и др.).

Следует отметить, что приведенная выше классификация ЭВМ носит достаточно условный характер и может быть расширена по ряду других признаков.