лассификация компьютеров. КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРОВ. Классификация компьютеров
 Скачать 146.5 Kb.
|
КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРОВ1.Введение На сегодняшний день сложно представить себе решение сложных вычислительных задач и выполнение операций, которые, на первый взгляд, совсем не связаны с числами, без помощи ЭВМ. Необходимость в расчётах существовала во все времена. В далёком прошлом считали на пальцах или делали насечки на костях. На стадии становления человеческой цивилизации, где-то около 4000 лет назад, были изобретены уже довольно сложные системы счисления, с помощью которых осуществлялись торговые сделки, рассчитывались астрономические циклы и проводились другие вычисления. Первые ручные вычислительные инструменты появились лишь спустя тысячелетия Следует отметить, что компьютер не способен выполнять все функции человеческого мозга, а просто устройство, призванное облегчить нам жизнь. По существу главное преимущество компьютера – способность реагировать с огромной скоростью на импульсы электрического напряжения, а истинное величие заключается в гении человека, нашедшего способ преобразовывать разнообразную информацию, которой богат реальный мир, в простую последовательность нулей и единиц. Это изобретение позволяет переводить все многообразие нашей жизни, которая очень часто не подчиняется никаким законам, в строгий язык математики, понятный электронным схемам компьютера Классификация компьютеров по быстродействию Персональные компьютеры Их появление явилось результатом эволюции миникомпьютеров при переходе элементной базы машин с малой и средней степенью интеграции на большие и сверхбольшие интегральные схемы. Стоит отметить, что миникомпьютеры стали прародителями и другого направления развития современных систем - 32-разрядных машин. Речь идёт о создании RISC-процессоров и микросхем памяти емкостью более 1 Мбит. В конечном счёте, это привело к окончательному оформлению настольных систем высокой производительности, известных сегодня как рабочие станции Рабочие станции X-терминалы Серверы Мейнфреймы Кластерные архитектуры В отличие от ПК, ориентированных вначале на самого широкого потребителя- непрофессионала, первоначальная ориентация рабочих станций была направлена на профессиональных пользователей. В результате это привело к тому, что рабочие станции предстали хорошо сбалансированными системами, в которых высокое быстродействие сочетается с большим объемом оперативной и внешней памяти. Они обладают также высокопроизводительными внутренними магистралями, высококачественной и быстродействующей графической подсистемой и разнообразными устройствами ввода/вывода, что выгодно отличает рабочие станции среднего и высокого класса от ПК даже сегодня, потому что наиболее мощные IBM PC совместимые ПК не могут удовлетворить возрастающие потребности систем обработки из-за наличия в их архитектуре ряда "узких мест" Тем не менее ПК очень быстро завоевали хорошие позиции на компьютерном рынке, создав тем самым предпосылки для разработки новых программных средств, ориентированных на конечного пользователя. Отчасти популярность персональных компьютеров связана с низкой их стоимостью, а также с наличием "дружественных пользовательских интерфейсов". И не последнюю роль играют проблемно-ориентированные среды и инструментальные средства для автоматизации разработки прикладных программ. Быстрый рост производительности ПК на базе новейших микропроцессоров Intel в сочетании с резким снижением цен на эти изделия и развитием технологии локальных шин (VESA и PCI), которая позволяет устранить многие "узкие места" в архитектуре ПК, делают современные персональные компьютеры весьма привлекательной альтернативой рабочим станциям Производители рабочих станций, в свою очередь, создали изделия так называемого "начального уровня". Стоимостные характеристики позволяют им приблизиться к высокопроизводительным ПК. В то же время они сохраняют лидерство по производительности и возможностям наращивания. Вообще, современный рынок "персональных рабочих станций" однозначно определить нельзя. Стоит лишь отметить, что этот рынок традиционно принадлежал миникомпьютерам и мэйнфреймам, которые поддерживали работу настольных терминалов с ограниченным интеллектом и представляет собой совокупность архитектурных платформ персональных компьютеров и рабочих станций, которые появились в настоящее время, поскольку поставщики компьютерного оборудования уделяют все большее внимание рынку продуктов для коммерции и бизнеса В прошлом рабочие станции на платформе UNIX были очень сильны в научном, техническом и инженерном секторах и были почти также неудобны, как и ПК для того чтобы выполнять серьезные офисные приложения, а персональные компьютеры не были достаточно мощными и не располагали достаточными функциональными возможностями, чтобы служить адекватной заменой подключенных к главной машине терминалов С тех пор ситуация в корне изменилась. В настоящее время персональные компьютеры имеют высокую производительность, а рабочие станции на базе UNIX имеют программное обеспечение, способное выполнять большинство функций, которые стали ассоциироваться с понятием "персональной рабочей станции". С высокой долей вероятности оба этих направления могут серьезно рассматриваться как сетевой ресурс для систем масштаба предприятия Также в результате этих изменений практически перестали использоваться старомодные миникомпьютеры с их патентованной архитектурой и использованием присоединяемых к главной машине терминалов. Процесса разукрупнения (downsizing) и увеличения производительности платформы Intel привёл к тому, что наиболее мощные ПК (но все же чаще открытые системы на базе UNIX) стали использоваться в качестве серверов, постепенно заменяя миникомпьютеры Существует и ряд други причин, ускоряющих этот процесс.: Чересчур высокая стоимость мэйнфреймов и даже систем среднего класса помогла сместить многие разработки в область распределенных систем и систем клиент-сервер. Многим это представляется вполне оправданной по экономическим соображениям альтернативой, так как эти системы прямо базируются на высоконадежных и мощных рабочих станциях и серверах. Применение ПК стало более разнообразным. Помимо обычных для этого класса систем текстовых процессоров, даже средний пользователь ПК может теперь работать сразу с несколькими прикладными пакетами, включая электронные таблицы, базы данных и высококачественную графику. Адаптация графических пользовательских интерфейсов существенно увеличила требования пользователей ПК к соотношению производительность/стоимость. И хотя оболочка MS Windows может работать на моделях ПК 386SX с 2 Мбайтами оперативной памяти, реальные пользователи хотели бы использовать все преимущества подобных систем, включая возможность комбинирования и эффективного использования различных пакетов. Широкое распространение систем мультимедиа прямо зависит от возможности использования высокопроизводительных ПК и рабочих станций с адекватными аудио и графическими средствами, и объемами оперативной и внешней памяти. В начале представлялось, что необходимость сосредоточения высокой мощности на каждом рабочем месте приведет к переходу многих потребителей ПК на UNIX-станции. Это определялось частично тем, что RISC-процессоры, использовавшиеся в рабочих станциях на базе UNIX, были намного более производительными по сравнению с CISC-процессорами, применявшимися в ПК, а частично мощностью системы UNIX по сравнению с MS-DOS и даже OS/2 Производители рабочих станций быстро отреагировали на потребность в низко стоимостных моделях для рынка коммерческих приложений. Потребность в высокой мощности на рабочем столе, объединенная с желанием поставщиков UNIX-систем продавать как можно больше своих изделий, привела такие компании как “Sun Microsystems” и “Hewlett Packard” на рынок рабочих станций для коммерческих приложений. И хотя значительная часть систем этих фирм все еще ориентирована на технические приложения, наблюдается беспрецедентный рост продаж продукции этих компаний для работы с коммерческими приложениями, требующими все большей и большей мощности для реализации сложных, сетевых прикладных систем, включая системы мультимедиа. Это привело к временному отступлению производителей ПК на базе микропроцессоров Intel. Острая конкуренция со стороны производителей UNIX-систем и потребности в повышении производительности огромной уже инсталлированной базы ПК, заставили компанию Intel форсировать разработку высокопроизводительных процессоров семейства и Pentium. Процессоры и Pentium, при разработке которого были использованы многие подходы, применявшиеся ранее только в RISC-процессорах, а также использование других технологических усовершенствований, таких как архитектура локальной шины, позволили снабдить ПК достаточной мощностью, чтобы составить конкуренцию рабочим станциям во многих направлениях рынка коммерческих приложений. Правда, для многих других приложений, в частности, в области сложного графического моделирования, ПК все еще сильно отстают. Насколько успешно удаться ПК на базе процессоров и Pentium бороться против рабочих станций UNIX, покажет будущее, но уже в настоящее время появилось понятие "персональной рабочей станции", которое объединяет оба направления I. Категории Вообще говоря, компьютеры предназначены для выполнения разнообразной работы и соответственно делятся на разные классы. Ранее компьютеры вообще считались полностью универсальными, а с появлением спецификаций РС 98 были весьма приближенно разделены на два класса: офисные и домашние. И про те, и про другие было сказано, что они могут быть мобильными. В результате к одной группе относились разные машины: согласно стандарту РС 98 компьютер на столе секретарши считался офисным точно так же, как и компьютер верстальщика в издательстве, несмотря на то, что эти машины должны обладать совершенно разными возможностями. Подобное разделение РС могло основательно запутать не только обычных пользователей, но и специалистов по техническому обеспечению. Впрочем, даже такая классификация все же лучше, чем никакая. Сегодня существует пять классов компьютеров, причем мобильные выделены в отдельную группу: требования к подобным устройствам весьма специфические. Разделение на категории позволит упростить выбор компьютера, устраняя неразбериху. Это избавит вас от долгого и утомительного объяснения продавцам, какой именно компьютер вам нужен. Конечно, для выполнения специфических задач потребуется дополнительное оборудование, не входящее в конфигурацию компьютера любой из групп, однако для большинства пользователей это не столь важно: им нужно решать более или менее стандартные задачи. А для этих целей вполне подойдет компьютер одной из предложенных групп, нужно лишь обговорить дополнительные требования, а не всю конфигурацию искомой системы "с нуля". Рассмотрим существующие классы РС более подробно II. Consumer PC (пользовательский компьютер) Практически это базовый компьютер: ничего лишнего, минимум возможностей, зато недорого. В конфигурации, описываемой стандартом, он предназначен для работы вне локальной сети, но с учетом подключения к глобальным телекоммуникационным сетям при помощи обычных телефонных линий. Он отлично подойдет для обучения, несложных игр, а также для малого (например, домашнего) офиса, т. е. для рынка SOHO. Использовать его дома в минимальной конфигурации будет очень сложно, зато в рекомендованной - в самый раз. Если не считать требований по внедрению новых и устранению старых технологий, то это обычный компьютер, из ряда таких, которые активно приобретаются пользователями уже сегодня III. Office PC (компьютер для офиса) Очень похож на РС предыдущей конфигурации. В принципе это компьютер среднего класса, но уже для работы в офисе. Соответственно появляется необходимость работы в локальной сети предприятия, а также возможность снижения эксплуатационных расходов. Так как подобные компьютеры не предназначены для активной работы с "тяжелыми" мультимедийными приложениями, требования, предъявляемые к видеосистеме, несколько ниже, чем в предыдущем случае. Не требуется также и дополнительное оборудование, рекомендованное для пользовательского PC (например, TV-тюнер или телевизионный видеовыход). Впрочем, аппаратный ускоритель трехмерной графики рекомендован и в этом случае. Вообще, интересно наблюдать за тем, как эти карты буквально за год-два из экзотики, доступной лишь богатым любителям поиграть, превратились в необходимое оборудование офисного РС. А в остальном требования к конфигурации компьютера соответствуют предыдущим спецификациям IV. Workstation PC (рабочая станция) Возможностей обычного офисного компьютера для достижения некоторых целей не достаточно. Запросы разнообразных "крутых" пользователей также учтены стандартом. С одной стороны, создавать особую категорию нет необходимости: возьмите офисный компьютер, добавьте все необходимое и получите все ту же рабочую станцию. Однако наличие особой категории для сверхмощных компьютеров в значительной степени упрощает решение проблемы выбора. Как говорится: "Все для пользователя, все во благо пользователя" Итак, что же такое "рабочая станция" с точки зрения авторов стандарта? Это компьютер с процессором как минимум Pentium II 400 или RISC-процессором (для пользователей Windows NT), а лучше с двумя такими процессорами или возможностью установить более одного. Требуется наличие не менее 128 Мбайт оперативной памяти с коррекцией ошибок, причем с возможностью расширения до 1 (а лучше до 2) Гбайт. Остальные требования стандартны для РС 99, однако рекомендуется включать в конфигурацию SCSI-адаптер. При наличии IEEE 1394 не совсем понятно, зачем нужен рекомендуемый адаптер. Впрочем, пока винчестеров, рассчитанных на новый интерфейс, в продаже не наблюдается, так что SCSI сослужит неплохую службу (не устанавливать же в такой Super PC диски с интерфейсом EIDE). Машина такой конфигурации сможет легко управляться с самыми "тяжелыми" приложениями: такими, как инженерная графика, финансовые приложения, разработка ПО. При необходимости данная "рабочая станция" может работать как сервер малой или средней рабочей группы V. Entertainment PC (для дома, для семьи) Как уже говорилось выше, "пользовательский компьютер" подойдет далеко не всем домашним пользователям. Именно поэтому существует своеобразный вариант "домашней рабочей станции". Предназначен он для работы с приложениями мультимедиа (в частности, трехмерными играми) и для прочих нужд домашнего пользователя. В принципе, такой компьютер в рекомендованной конфигурации способен заменить еще и музыкальный центр, телевизор, видеомагнитофон и тому подобное (жаль, что функций пылесоса не предусмотрели). И требования, конечно, соответствующие. Кстати, наконец-то исправили ошибку предыдущей версии стандарта: для этого класса компьютеров наличие средств работы со звуком является обязательным требованием, а не рекомендацией. Впрочем, это стоило учесть и при подборе конфигурации РС других категорий: ныне звук практически необходим даже на рабочем месте девушки-секретаря. В настоящее время во всем мире продажа компьютера без звуковой карты становится скорее исключением, чем правилом VII. Mobile PC (для тех, кто в пути) В спецификациях РС 98 такие машины уже упоминались, но выделения в отдельный класс не было. Теперь же авторы решили, что подобная ситуация отнюдь не является правильной, поэтому в стандарте РС 99 портативные компьютеры выделены в отдельную категорию. Понятно почему: к этим машинам предъявляются особые требования. В данном случае не требуется сверхвысокой вычислительной мощности и развитых сетевых возможностей, зато очень важны низкий вес и возможность длительной работы от батарей. Стоит отметить, что в рекомендованной конфигурации ноутбук способен удовлетворить потребности практически любого пользователя, если последний не занимается нелинейным видеомонтажом или расчетом полетной траектории баллистических ракет VIII. Системные требования В спецификациях РС 98 требования к центральному процессору и оперативной памяти особо не оговаривались. Теперь же порядок наведен и в этой области: для каждой из категорий указаны минимальные требования к этим двум компонентам. Выглядят последние очень интересно. Если не оговаривать пока системные требования к мобильным компьютерам и рабочим станциям (требующим отдельного рассмотрения), то получается нечто схожее: процессор с тактовой частотой не менее 300 МГц, кэш второго уровня не менее 128 Кбайт и 32 (для Consumer PC) или 64 (для остальных) Мбайта оперативной памяти. Итак, с памятью все ясно. Ограничение же на тактовую частоту процессора мгновенно "вышибает" с рынка старые, но популярные до сих пор Pentium MMX и многие другие наиболее продаваемые процессоры конкурентов Intel. Cyrix вообще оказывается в очень тяжелом положении: специалистам компании в очередной раз придется пытаться всем доказать, что применяемый ими P-Rating имеет право на жизнь. В противном случае не один из продаваемых ими ныне процессоров не попадает в указанные рамки. Требование к определенному размеру кэш-памяти не случайно: именно такой объем имеет активно продвигаемый ныне Intel процессор Celeron нового поколения. Старые же модели Celeron и младшие процессоры линии Pentium II (с частотой 233 и 266) все равно в ближайшее время будут сняты с производства. Картина вырисовывается следующая: с одной стороны, это защита пользователей от применения маломощных процессоров, а с другой - подгон технического процесса под собственные производственные планы. Впрочем, ничего страшного в этом нет, просто любопытно, что на эти действия ответят конкурирующие с Intel фирмы Системные требования, предъявляемые к рабочим станциям, также вполне объяснимы. Здесь на конкурентов оглядываться нечего, ибо практически все применяемые в компьютерах данного класса процессоры выходят с заводов Intel. Процессор Pentium II 400 - это минимум в данном случае, хотя предпочтительнее применение Pentium II Xeon. Возможно применение RISC-процессоров, разумеется, тех, для которых существует Microsoft Windows NT. В первую очередь на ум приходит процессор Alpha Для мобильных компьютеров допустимы существенно менее мощные процессоры. Здесь вполне оправдано применение многих клонов Intel Pentium. Впрочем, требования к объему ОЗУ достаточно высоки: как минимум 32 Мбайта, рекомендуется 64 Мбайта (для установки Windows NT) - в точности то же самое, что и для Consumer PC. Когда-то ноутбук с 16 Мбайтами оперативной памяти и предустановленной Windows NT рассматривался как некое чудо, ныне же это нормальная рабочая машина В общем и целом в системных требованиях не изложено ничего нового. Просто раньше подобные ограничения на минимальный уровень аппаратуры накладывались производителями программного обеспечения. Ныне же совсем необязательно в документации на ПО делать большой раздел System Requirements: достаточно лишь указать, что для работы с данной программой требуется компьютер, удовлетворяющий спецификациям РС 99 IX. Минимум для всех и каждого Некоторые требования, обязательные для всех классов компьютеров, расшифровываются отдельно, а в описании категории просто указывается: PC 99 Basic Minimum. Насколько этот минимум действительно "базовый минимальный"? Начнем с Video Basic Minimum. Здесь все просто: требуется поддержка видеорежимов с разрешением 640х480 и 800х600 точек при числе битов на пиксел до 32 и 1024х768 точек при 16 битах на пиксел. Частота обновления экрана должна быть не ниже 75 Гц. Это действительно минимальные требования, которые давно уже учитываются производителями видеоадаптеров и мониторов. Достаточными они являются лишь для офисных компьютеров: во всех остальных категориях появляются дополнительные требования, о рекомендациях и говорить нечего. Ввиду специфичности видеосистемы мобильных компьютеров, для них требуется лишь режим 800х600 точек и 16 бит на пиксел при частоте регенерации 60 Гц Что касается минимальных требований к устройствам ввода/вывода и их интерфейсов, то согласно спецификациям обязательно должны присутствовать: клавиатура, мышь (или подобное устройство), последовательный и параллельный разъемы. Пока точно не определено, к чему подключать клавиатуру с мышью: рекомендовано использовать для этого USB, однако производителям разрешено использовать разъемы в стиле PS/2. Об отношении разработчиков спецификаций к последовательному и параллельному портам уже было сказано выше: они считаются устаревшими и, соответственно, от них необходимо избавляться при первой же возможности. Вполне вероятно, что где-нибудь в спецификациях РС 2000 их (как и разъемы PS/2) просто запретят использовать. Кстати, во всех категориях компьютеров рекомендованы инфракрасные порты (IrDA). Понятно, для чего инфракрасный порт в мобильном компьютере, но зачем он нужен в офисной машине, не ясно Существуют также Basic Minimum и в разделе системных требований, а также в области устройств хранения информации. Практически в этих разделах описывается сегодняшнее, а иногда и вчерашнее положение дел. Так что бояться производителям нечего: в этой части стандарту удовлетворяют практически все продаваемые ими компьютеры Отдельного рассмотрения требует РС 99 Audio. В спецификациях этому вопросу посвящена достаточно емкая глава. Самое интересное, что в области звука требования практически одинаковые и для офисного компьютера, и для Entertainment PC. Разница только в том, что для Entertainment PC наличие звуковых возможностей обязательно, а для остальных - рекомендовано. Но об этой части спецификаций РС 99 мы говорили в статье, посвященной тестированию совместимых с этим стандартом звуковых карт X. Рекомендации Стоит отметить, что практически все оборудование, которое было рекомендовано использовать стандартом РС 98, так до сих пор и осталось "рекомендованным". В действительности ни один из компонентов, принадлежащих к этой группе, так и не стал стандартным за прошедший год. Это свидетельствует о том, что требования спецификаций РС 98 так и не были выполнены. Единственное, что появилось нового в последней версии спецификаций,- это настоятельная рекомендация к использованию некоторых устройств. Так, например, до сих пор не является обязательным наличие в вычислительной системе шины IEEE 1394, однако в РС 99 указано, что дополнительные дисковые устройства желательно подключать именно к ней (первичные пока разрешено оставить на EIDE и тому подобном). Более того, некоторые рекомендации ныне несколько отстали от жизни, например уже в текущем году шина AGP для видеокарт применяется практически повсеместно, однако на следующий год она лишь рекомендована, но не обязательна Кстати, ни РС 98 ни РС 99 не предъявляют абсолютно никаких требований к применяемому с компьютером монитору. Конечно, это не часть компьютера, однако немаловажный компонент всей системы. Действительно, какой смысл требовать наличия мощного трехмерного ускорителя, способного работать с большим разрешением при миллионах цветов на экране, если продавцы техники могут, выполнив это условие, продать компьютер со старым, 14-дюймовым монитором. Последний не дает возможности работать с высоким разрешением, да и от требуемых 75 Гц регенерации экрана не будет толка (если такую частоту не поддерживает монитор), однако формально полученный компьютер будет удовлетворять спецификациям РС 99. Впрочем, в рекомендованной части спецификации Entertainment PC указано, что монитор должен быть с большой диагональю и цветным. (Это выглядит как насмешка: ну кто же для приложений мультимедиа будет приобретать черно-белый?). На первый взгляд все хорошо, но что понимается под большой диагональю не сказано. В общем, хотели как лучше, а получилось как всегда B. X-терминалы X-терминалы представляют собой комбинацию бездисковых рабочих станций и стандартных ASCII-терминалов. Бездисковые рабочие станции часто применялись в качестве дорогих дисплеев и в этом случае не полностью использовали локальную вычислительную мощь. Одновременно многие пользователи ASCII-терминалов хотели улучшить их характеристики, чтобы получить возможность работы в многооконной системе и графические возможности. Совсем недавно, как только стали доступными очень мощные графические рабочие станции, появилась тенденция применения "подчиненных" X-терминалов, которые используют рабочую станцию в качестве локального сервера На компьютерном рынке X-терминалы занимают промежуточное положение между персональными компьютерами и рабочими станциями. Поставщики X-терминалов заявляют, что их изделия более эффективны в стоимостном выражении, чем рабочие станции высокого ценового класса, и предлагают увеличенный уровень производительности по сравнению с персональными компьютерами. Быстрое снижение цен, прогнозируемое иногда в секторе X-терминалов, в настоящее время идет, очевидно, благодаря обострившейся конкуренции в этом секторе рынка. Многие компании начали активно конкурировать за распределение рынка, а быстрый рост объемных поставок создал предпосылки для создания такого рынка. В настоящее время уже достигнута цена в $1000 для Х-терминалов начального уровня, что делает эту технологию доступной для широкой пользовательской базы Как правило, стоимость X-терминалов составляет около половины стоимости сравнимой по конфигурации бездисковой машины и примерно четверть стоимости полностью оснащенной рабочей станции |