1.3. Классификация эвм по мощности и месту в информационных системах.

Можно привести много различных вариантов классификации компьютеров. Приведенная ниже отражает возможности компьютеров с практической точки зрения.

1. Персональные компьютеры (ПК). Они предназначены для удовлетворения потребностей в вычислительных ресурсах отдельного пользователя. Пользователи ПК могут сильно различаться: от домашней хозяйки, до программиста.

Общим же для ПК является:

• ориентация на самое разнообразное применение, поэтому требования к компьютерам могут сильно отличаться: по мощности процессора, объемам оперативной и внешней памяти, составу и характеристикам периферийных устройств;

• наличие у каждого компьютера средств ввода и вывода информации и её визуального отображения, таких как клавиатура, мышь, монитор, принтер и других;

• незначительное использование ресурсов других компьютеров при наличии подключения к информационной сети, например, интернет;

• работа под управлением несетевой операционной системы.

2. Рабочие станции. Так называют компьютеры, работающие в составе локальной сети. По своим параметрам они мало отличаются от ПК, но имеют и специфические черты:

• ориентация на профессиональных пользователей и решение определенного класса задач, требующая хорошей сбалансированности компьютеров и наличия различного специального оборудования;

• значительное использование ресурсов других компьютеров и возможность предоставления в общее пользование собственных ресурсов;

• коллективное использование внешних устройств ввода и вывода информации: принтеров, сканеров, устройств доступа к глобальным сетям;

• работа под управлением как несетевых, так и сетевых операционных систем.

3. Серверы. Это компьютеры, предназначенные для обслуживания т рабочих станций (слова «сервер» и «сервис» - одного корня).⁶

Как правило, сервер и рабочие станции работают в архитектуре «клиент-сервер», где часть работ выполняется сервером, а часть – рабочей станцией. Сервер может обслуживать от нескольких пользователей до 1000. Очевидно, что с увеличением числа пользователей и усложнением типа решаемых задач требования к производительности и надежности сервера увеличиваются в широких пределах.

Серверы классифицируются:

• по назначению и типу предоставляемого ими ресурса, например, файловый сервер, сервер базы данных, принт сервер, вычислительный сервер, сервер приложений,

• по масштабу сети, в которой они используются - сервер рабочей группы, сервер отдела, сервер предприятия или корпоративный сервер.

Общие черты серверов:

• работа под управлением сетевой операционной системы;

• для мощных серверов – многопроцессорность: наличие от двух до нескольких сотен процессоров, необходимую вычислительную мощность можно обеспечить только совместной параллельной работой процессоров;

• высокие требования к объемам оперативной памяти (гигабайты) и внешней памяти (терабайты);

• мощные блоки питания, часто круглосуточная работа;

• невысокие требования к устройствам ввода и визуального отображения информации, возможно частичное или полное их отсутствие.

г. Мейнфреймы. Main – большой, frame – рамки, границы.

Это мощные вычислительные несетевые системы, с круглосуточным режимом эксплуатации. Они представляют собой многопроцессорные системы, содержащие один или несколько центральных и периферийных процессоров с общей памятью, связанных высокоскоростными магистралями передачи данных. Основная вычислительная нагрузка ложится на центральные процессоры, а периферийные процессоры обеспечивают работу с сетями и периферийными устройствами.

Стоимость мейнфреймов может составлять десятки и сотни тысяч долларов, их эксплуатация также обходится недешево. Развитие сетевых технологий за последние 20 лет сузил сферу применения мейнфреймов, но для ряда задач есть объективные причины, когда их использование оправдано или является единственно возможным техническим решением. Мейнфреймы применяются на крупных предприятиях, где реализуются обработка и хранение больших массивов информации, и высоки требования к защите информации.

Все мейнфреймы параллельны и все многопроцессорны. Чаще всего используют процессоры Pentiumи процессоры серииAlpha. Но круг применяемых процессоров шире, чем для ПК, более 20 наименований. Ведущие фирмы: IBM, Hewlett Packard, Compac, Cray, Sun Mycrosystems и др.

Производительность многопроцессорной техники измеряется в GFLOPS (Giga Floatings OperationsPerSecond) – миллиард операций в секунду над числами с плавающей запятой. Можно даже не очень мощнве процессоры объединить в высокопроизводительную систему.

д. Кластерные архитектуры. Это нечто промежуточное между компьютером и компьютерной сетью.

Кластерная архитектура – это комплекс специальным образом соединенных вычислительных машин, которые управляются единой операционной системой, имеют общее системное и прикладное программное обеспечение. При отказе одного процессора можно быстро перераспределить работу на другие процессоры кластера, при необходимости можно легко добавлять дополнительные устройства.

За счет применения параллельных масштабируемых архитектур достигается высокая производительность. Но для многих задач кластерные системы неприменимы.

е. Суперкомпьютеры.

Состоят из однородных вычислительных узлов, включающих один или несколько процессоров, локальную память, сетевое и другие устройства. Прямой доступ к памяти другого узла невозможен. Общее число процессоров от нескольких тысяч до десятков тысяч. Программирование в рамках модели передачи сообщений.

Области применения: научно-технические и экономические расчеты, оборонная тематика, моделирование глобальных явлений (климат, погода, деятельность человека и др.). Обсудить последнюю таблицу TOP 500.