Основная классификация современных компьютеров
Современные компьютеры различаются по многим критериям: размерам, возможностям, а также по назначению. Прогресс движется семимильными шагами и сегодня на полках магазинов можно найти такую технику, которую еще недавно мы ассоциировали с далеким будущим. Классификация компьютеров и ее понимание помогут потребителю совершить максимально эффективную покупку, а игнорирование подобной информации приведет к необдуманным тратам, которые не вызовут ничего кроме разочарования.
Офисные компьютеры
Составить документ, отредактировать файл, вести бухгалтерскую отчетность – приблизительно такие виды работ выполняет компьютер в офисе, поэтому и комплектующие его должны быть соответствующие. Для офисов подбирают самые дешевые и слабые системы, которые годятся лишь для работы с офисными программами. Впрочем, если в компании занимаются черчением в программах типа Autocad, то в офисах могут использоваться более мощные системы.
При выборе ПК для дома пользователи стараются выбирать как можно более продвинутые системы и мощные комплектующие, хорошие мониторы. Большинство не желает покупать процессоры с интегрированными видеокартами, а отдает предпочтение дискретным картам. Домашний компьютер должен уметь не только воспроизводить фильмы и открывать документы, но даже игры. Такая система также должна комплектоваться большим монитором – проводить время за таким компьютером дома гораздо приятнее.
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.
Класс больших компьютеров
Изучив эту тему, вы узнаете:
— о группе серверов и их назначении;
— о группе суперкомпьютеров и их назначении.
История развития компьютерной техники началась с создания большой ЭВМ. Элементная база больших ЭВМ прошла большой путь от электронно-вакуумных ламп до сверхбольших интегральных схем (СБИС). В этом классе выполнить четкое разделение на подклассы в настоящее время несколько затруднительно. И вот почему.
В связи с развитием и внедрением во все сферы нашей жизни компьютерных сетей происходит смещение акцентов по приоритетам и назначению в классе больших компьютеров. Особенно явно наметилась тенденция использования больших компьютеров в сетях, что в недалеком будущем, скорее всего, несколько изменит представление о сфере использования сверхмощных ЭВМ.
На сегодняшний день в данном классе можно выделить две группы — серверы и суперкомпьютеры.
Серверы
Сервер (server) представляет собой мощный компьютер, используемый в вычислительных сетях, который обеспечивает обслуживание подключенных к нему компьютеров и выход в другие сети. На сервере хранятся большие объемы информации, которыми пользуются подключенные к нему компьютеры. В наши дни это направление компьютерной техники интенсивно развивается.
Группа серверов насчитывает множество моделей разного уровня мощности. Некоторые из них можно отнести к классу малых машин, другие настолько мощны, что представляют собой суперкомпьютеры. Сервером может быть любой компьютер, оснащенный необходимыми программами и устройствами. Например, сервер средней производительности можно создать из компонентов персональных компьютеров. При этом его цена окжется вполне приемлемой и места он займет не больше, чем обычный компьютер.
К серверу предъявляются повышенные требования по быстродействию и надежности работы. В нем должна быть предусмотрена возможность резервирования всей хранимой информации. Профилактические и ремонтные работы должны проводиться без его остановки и отключения других компьютеров.
Нередко серверы специализируются на обслуживании рабочих станций в какой-то определенной области. Например, одни из них выделяются для создания и управления базами и архивами данных, другие — для поддержки факсимильной связи и электронной почты, третьи — для управления многопользовательскими принтерами, плоттерами и др.
В зависимости от назначения выделяют такие типы серверов: сервер приложений, файл-сервер, архивационный сервер, факс-сервер, почтовый сервер, сервер печати, сервер телеконференций.
Сервер приложений обрабатывает запросы от всех станций вычислительной сети и предоставляет им доступ к общим системным ресурсам (базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и др.).
Файл-сервер (File Server, Data Server) — для работы с базами данных, для использования хранящейся на нем информации. Он имеет надежные отказоустойчивые дисковые накопители с большими объемами (до терабайта).
Архивационный сервер (Storage Express System) — для резервного копирования информации в крупных многосерверных сетях. Он использует накопители на магнитной ленте (стримеры) со сменными картриджами емкостью до 5 Гбайт. Обычно выполняет ежедневное автоматическое архивирование информации от подключенных серверов и рабочих станций.
Факс-сервер (Net SatisFaxion)— для организации эффективной многоадресной факсимильной связи, с несколькими фак- смодемными платами, со специальной защитой информации от несанкционированного доступа в процессе передачи, с системой хранения электронных факсов.
Почтовый сервер (Mail Server) — то же, что и факс-сервер, но для организации электронной почты, с электронными почтовыми ящиками.
Сервер печати (Print Server, Net Port) — для эффективного использования системных принтеров.
Сервер телеконференций — компьютер, имеющий программу обслуживания пользователей телеконференциями и новостями, он также может иметь систему автоматической обработки видеоизображений и др.
Как вы знаете, назначение всякого компьютера определяется программным обеспечением. Поэтому любой компьютер, если установить на нем соответствующее сетевое программное обеспечение, может стать сервером. Кроме того, один компьютер способен одновременно выполнять несколько функций — быть, к примеру, почтовым сервером, сервером новостей, сервером приложений и т. д.
В этой группе компьютеров можно выделить суперсерверы. Они нужны, когда данные требуется хранить централизованно, но в то же время информация должна быть доступна большому числу пользователей. Суперсерверы по своим характеристикам приближаются к суперкомпьютерам.
Суперкомпьютеры
Первые суперкомпьютеры (модели Cray) стала выпускать компания Cray Research в середине 70-х годов (рисунок 26.1). Их быстродействие составляло порядка нескольких десятков или сотен миллионов операций в секунду, что по тем временам воспринималось как чудо. Это стало новой вехой на пути развития вычислительной техники, так как была предложена иная, по сравнению с существующей фон-неймановской, архитектура и организация работы всех устройств.
Идея построения суперкомпьютера базировалась на том, что надо уменьшить расстояние между всеми электронными компонентами, а также организовать работу не на одном процессоре, а сразу на нескольких — параллельно. В компьютерах фон-неймановской архитектуры каждая операция, необходимая для решения задачи, находится в ожидании своей очереди занять процессор. Вспомните, что такое последовательный (линейный) алгоритм, и вам станет понятна суть такой организации работы.
В суперкомпьютерах используется иной мультипроцессорный (многопроцессорный) принцип обработки информации.
Основная идея создания мультипроцессорной обработки — разделение решаемой задачи на несколько параллельных подзадач или частей. Каждая часть решается на своем процессоре. За счет такого разделения существенно увеличивается производительность. Параллельное вычисление особенно эффективно в тех задачах, где применяется большое количество операций с таблицами. Так, например, при суммировании чисел в таблице скорость расчетов может возрасти более чем в десять раз по сравнению с однопроцессорным компьютером.
В том случае, когда мультипроцессорную систему используют для решения задач, которые не удается разделить на части, возможен другой принцип организации структуры — конвейерный.
Рис. 26.1. Суперкомпьютер Cray
Поясним этот принцип на понятном каждому примере. Представим себе работу обычного конвейера на сборке, скажем, автомобиля. Технология сборки состоит из выполнения определенных операций каждым рабочим на своем месте. Кто-то прикру чивает колеса, кто-то навешивает двери, кто-то устанавливает двигатель и т. д. Чем проще операции, на которые разбит процесс, тем больше надо рабочих мест, тем выше скорость работы и больше объем выпуска продукции.
Аналогично осуществляется конвейерный принцип и в мультипроцессорной системе. Общая задача разбивается на ряд элементарных участков, каждый из которых будет решаться на своем процессоре. Участков программы столько, сколько процессоров. Каждый из них приступает к действию после окончания работы предыдущего и выполняет только определенную функцию. Управляющая программа определяет, какие и сколько процессоров надо выделить для решения очередной задачи, по какой программе будет работать каждый процессор. В результате для каждой задачи выделяется свой набор процессоров, причем любой из них настроен на выполнение какого-то одного участка работы. Из этого следует, что каждая задача образует свою структуру компьютера. Так возникло понятие виртуальной (условной) машины (VM — virtual machine), архитектура которой определяется структурой задачи.
В ближайшие годы ожидается появление суперкомпьютера с такими характеристиками:
♦ быстродействие порядка 100 ООО МФЛОПС;
♦ объем оперативной памяти — 10 Гбайт;
♦ объем дисковой памяти — от 1 до 10 Тбайт;
♦ разрядность — 64; 128 бит.
По прогнозам аналитиков, потребность в суперкомпьютерах со временем будет сокращаться. Все меньше и меньше находится желающих тратить миллионы долларов на приобретение таких компьютеров. Более дешевые малые компьютеры из года в год постоянно наращивают свои вычислительные мощности и уже во многом не уступают ранним моделям суперкомпьютеров. Это связано с тем, что идеи мультипроцессорной обработки успешно реализуются и в компьютерах других классов. Следует ожидать, что постепенно суперкомпьютеры станут выполнять роль суперсерверов.
Контрольные вопросы и задания
1. По какому признаку из класса больших компьютеров можно выделить две группы?
2. Что такое сервер?
3. Назовите основные типы серверов и их назначение.
4. Может ли один компьютер одновременно выполнять функции нескольких серверов?
5. Что такое суперкомпьютер?
6. Назовите основные идеи, заложенные в основу архитектуры суперкомпьютера.
7. Как вы понимаете принцип конвейерной обработки информации?
8. Как вы понимаете принцип параллельной обработки информации?
9. Что такое виртуальный компьютер?
10. Какие существуют прогнозы относительно направлений развития суперкомпьютеров и серверов?
1. Классификация языков
8.1. Классификация языков Все языки, представленные на рис. 8.1, описываются в учебных примерах этой или других глав данной книги. Описание универсальных интерпретаторов, показанных в правой части схемы, приведено в главе 14.В главе 5 рассматривались Unix-соглашения для файлов
Классификация документов По происхождению документы можно классифицировать на входящие (поступающие из других организаций), исходящие (отправляемые в другие организации) и внутренние (созданные и используемые внутри организации). Все три потока документов во время их
Неттопы
Для тех, кому не требуется запускать игровые новинки или тяжелые рабочие приложения существует неттоп. Возможностей такого компьютера хватит для полноценной замены десктопа, если он используется только для интернет-серфинга, работы с файлами, просмотра фильмов и запуска нетребовательных игр.
По внутренней начинке неттоп наиболее схож с нетбуком. Мы можем увеличить емкость системы хранения и оперативной памяти, добавив соответствующие комплектующие. В некоторых моделях имеется крепление VESA, что позволяет подвесить неттоп к монитору, создав своеобразный аналог моноблока.
Что такое ноутбук
Ноутбук (ноут) — это компьютер в портативном форм-факторе. Является полноценным ПК и включает в себя все его компоненты. Отличается лишь размером и позиционированием.
Сами ноутбуки тоже бывают разных размером — нетбуки, большие и т.д. По умолчанию кроме основных компонентов чаще всего включают в себя: встроенную видеокарту, дисплей, тачпад, Wi-Fi модуль, Bluetooth, аккумулятор.
Чаще приобретаются для мобильности. Имеют недостаток — не могут быть такими же мощными, как полноценный ПК, но это больше вопрос цены, т.к. есть модели в высоком ценовом сегменте, которые действительно производительные.
Удобно брать с собой, в небольшой квартире и, если за ПК по большому счету нужно лишь изредка печать и находится в интернете. Т.к. для работы с графикой и играми, все равно захочется экран побольше, производительности и удобств в виде полноценной клавиатуры, мыши т.д.
Отличный вариант для тех кому не нужна вся мощь полноценного системного блока, кто не хочет выделять место под ПК в квартире и часто путешествующим людям.
Выбор их действительно большой и можно подобрать на любые задачи, есть даже игровые — производительности, но по цене такое удовольствие выйдет в два раза дороже, чем просто собрать системник.
В заключение
Это основные моменты, что нужно и важно знать по этой теме и краткая история создания. Рассказывать здесь можно много, и про каждое железо отвести отдельную статью. Надеюсь вам был интересен и полезен этот материал.
Конспект
Урок информатики в 8 классе
(естественно-математический профиль).
ОУ: Гимназия №1
Учитель: Кондакова Людмила Вячеславовна
Тема: «Классификация компьютеров по функциональным возможностям» (слайд 1)
Тип урока: изучение нового материала
Цели:
Узнать, что лежит в основе классификации компьютеров;
Познакомиться с существующими классами компьютеров;
Изучить какие основные технические параметры компьютеров используются при их классификации.
Задачи:
Развивающие:
продолжать способствовать развитию ИКТ – компетентности;
уметь использовать информационные технологии;
сформировать представление о классификации ЭВМ;
развивать внимание, память, логическое мышление, умение делать выводы;
Воспитательные:
продолжить формирование познавательного интереса к предмету информатика;
воспитывать личностные качества:
План урока:
Организационный момент (1 мин.).
Постановка цели и формулировка задач урока (2 мин.).
Проверка домашнего задания (5мин.).
Изучение нового материала (15 мин).
Закрепление изученного материала (12 мин.).
Рефлексия (2 мин.).
Домашнее задание (2 мин.).
Итог урока (1 мин.).
Организационный момент.
Приветствие. Проверка отсутствующих.
Постановка цели и формулировка задач урока.
Сегодня на уроке мы с вами узнаем, что лежит в основе классификации компьютеров, какие классы компьютеров существуют и какие основные технические параметры компьютеров используются при их классификации.
Проверка домашнего задания.
Домашним заданием у вас было: поискать различные классификации компьютеров и выписать в тетрадь. Учитель проходит по классу и проверяет наличие, несколько учащихся отвечают с места, вслух.
Изучение нового материала.
Любая классификация позволяет выявить общие для всех подходов признаки и определить тенденции развития. Можно спорить о преимуществах одной классификации перед другой, но общие характерные черты будут одинаковы. Динамика изменения технических параметров компьютеров столь велика, что спустя некоторое время, возможно, приводимую в различных учебниках классификацию придется корректировать.
Как и при любой классификации, прежде всего должен быть выбран некоторый признак (параметр), по которому производится соответствующая группировка. Компьютеры могут быть классифицированы по разным признакам, например по габаритам, по областям применения, по быстродействию, по выполняемым функциям, по этапам их создания и еще по многим другим параметрам. (слайд 3)
В этой теме мы рассмотрим классификацию по обобщенному признаку, где в разной степени учтены несколько характерных особенностей: (слайд 4)
Назначение и роль компьютеров при обработке информации;
Условия взаимодействия человека и компьютера;
Ресурсные возможности компьютера.
Анализируя тенденции развития компьютерной техники, мы предлагаем классификацию современных компьютеров, которая представлена в виде схемы:
Что понимается под характеристиками, которые выбраны для классификации? Рассмотрим их.
Представим себе наше общество, в котором всюду, где необходимо получать, хранить, обрабатывать и представлять информацию в требуем человеку виде, используются компьютеры. В этом случае некоторые компьютеры должны обладать значительными возможностями по всем техническим параметрам и быть ориентированы на одновременное обслуживание нескольких пользователей. Такие компьютеры, как правило, очень дороги, занимают гораздо большую площадь, нежели привычные нам модели, отличаются повышенной надежностью. При работе на них требуются знания системного программиста. Подобные компьютеры составляют класс больших компьютеров. (слайд 6)
Для оказания помощи человеку в повседневной раьботе с текущей информацией нужны другие компьютеры. В них не столь сущесьтвенны требования по техническим параметрам и ресурсным возможностям, но более важно, как в них организовано взамодействие с человеком, как подобный компьютер помогает врспринимать и осмысливать разного рода информацию, как он облегчает жизнь человека в быту и на производстве. По сравнению с большими компьютерами они более компактны, значительно дешевле, удобнее в использовании, их программное обеспечение в большей степени ориентировано на пользователя. Хотя они иногда и менее надежны, зато не требуют специальных знаний компьютерной техники. Подобные компьютеры составляют класс малых компьютеров. (слайд 7)
При характеристике каждого класса необходимо сравнивать различные модели по таким основным техническим параметрам, как «быстродействие». Напомним, что под быстродействием понимается количество элементарных операций, выполняемых компьютером компьютером за одну секунду (слайд 8). Введено условное обозначение единицы измерения быстродействия – оп/ с (операций в секунду). Для более крупных единиц измерения быстродействия используются следующие обозначения: (слайд 9)
МИПС – миллион операций над числами с фиксированной запятой;
МФЛОПС – миллион операций над числами с плавающей запятой;
ГФЛОПС – миллиард операций над числами с плавающей запятой.
Оценка быстродействия всегда приблизительна, особенно если учесть тот факт, что теперь широко используются микропроцессорные компьютеры. Поэтому в последнее время скорость работы компьютера оценивается значением тактовой частоты. Эта характеристика определяется генератором тактовой частоты компьютера. Поскольку для выполнения каждой операции требуется определенное количество тактов в зависимости от модели процессора, то в компьютере с тактовой частотой, например, 600 Гц обеспечивается быстродействие до 300 млн оп/с, или 300 МИПС.
Другая важная характеристика любого компьютера – объем (емкость) оперативной памяти, иными словами, максимальное количество хранимой в ней информации. Единицами измерения, как вы знаете, служит Кбайт, Мбайт, Гбайт, Тбайт.
Помимо указанных характеристик, возможности компьютера описываются рядом параметров: (слайд 10)
Разрядность и формы представления чисел;
Емкость внешней памяти;
Характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;
Пропускная способность устройств связи;
Способность компьютера одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять одновременно несколько программ;
Типы операционных систем, используемых в компьютере;
Способность выполнять программы, написанные для других типов компьютеров (программная совместимость с другими типами компьютеров);
