Добавлен: 25.06.2023
Просмотров: 94
Скачиваний: 2
На сегодняшний день самые мощные компьютеры называют мэйнфреймами. В РФ их называют большими ЭВМ. Большие ЭВМ применяются для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. Штат обслуживания одной большой ЭВМ составляет порядка десятков человек. На базе таких суперкомпьютеров создают вычислительные центры, включающие в такие отделы или группы, как:
- центральный процессор, являющийся основным блоком обработки и вычисления и представляющий собой несколько стоек аппаратуры в отдельном помещении со специальными требованиями;
- группа системного программирования, занимающаяся разработкой, отладкой и внедрением программного обеспечения;
- группа прикладного программирования, занимающаяся созданием программ для выполнения конкретных операций с данными;
- группа подготовки данных, занимающаяся подготовкой данных для созданных прикладными программистами программ;
- группа технического обеспечения, занимающаяся техническим обслуживанием вычислительной системы, ремонтом, наладкой и подключением устройств;
- группа информационного обеспечения, обеспечивающая технической информацией остальные подразделения по их заказу, также создает и хранит архивы ранее разработанных программ и накопленных данных;
- отдел выдачи данных, получающий данные от центрального процессора и преобразующий их в удобную для заказчика форму.
Мейнфреймы обычно имеют следующие характеристики:
- производительность не менее 10 MIPS;
- основная память емкостью от 64 до 10000 MIPS;
- внешняя память не менее 50 Гбайт;
- многопользовательский режим работы, охватывающий от 16 до 1000 пользователей.
Основными направлениями эффективного применения мейнфреймов являются работа в вычислительных системах с пакетной обработкой информации, решение научно-технических задач, управление вычислительными сетями и их ресурсами и работа с большими базами данных. Самым актуальным направлением считается использование мейнфреймов в качестве больших серверов вычислительных сетей.
В качестве примеров наиболее мощных мейнфреймов можно привести: IBM 390, IBM 4300, (4331, 4341, 4361, 4381), пришедшие на смену IBM 380 в 1979 году, и IBM ES/9000, созданные в 1990 году, а также японские компьютеры M 1800 фирмы Fujitsu [10 ,11].
6. Перспективы развития вычислительной техники и технологий
Вслед за компьютерами пятого поколения ожидается развитие совершенно новых технологий в сферах вычислительной техники и технологий. В качестве наиболее перспективных технологий ближайшего времени можно привести такие, как: Вслед за компьютерами пятого поколения ожидается развитие совершенно новых технологий в сферах вычислительной техники и технологий. В качестве наиболее перспективных технологий ближайшего времени можно привести такие, как кремниевые аноды, самоуправляемые автомобили, запросы на естественном языке, голографические и волюметрические 3D-дисплеи [9].
Кремниевые аноды
Основные направления развития вычислительной техники переместились с процессоров на батареи. При массовом распространении мобильных устройств основной акцент делается не на быстродействие, а на длительность работы. Ближайшим прорывом в этой области ожидаются литий-ионные батареи с кремниевым анодом. С кремниевыми анодами экспериментируют как гиганты вроде Lockheed Martin, так и созданные специально для продвижения этой технологии молодые компании, такие, как британский Nexeon.
Графит, из которого обычно делают анод литий-ионных аккумуляторов, удерживает ионы лития гораздо хуже, чем кремний. За счет этой разницы аккумулятор с кремниевым анодом должен обладать куда более высокой ёмкостью. Но простые кремниевые аноды оказались слишком быстро разрушаются.
Кремниевые аноды нового поколения используют покрытые оксидом кремния кремниевые нанотрубки. Данное отличие делает их гораздо надежнее, не влияя на прочие преимущества кремниевых анодов. Исследователи утверждают, что емкость нового типа литий-ионных аккумуляторов окажется на порядок выше, и при этом они будут быстрее заряжаться и выдерживать большее количество циклов перезарядки [11].
Самоуправляемые автомобили
В 2004 году агентство DARPA, научно-исследовательская ветвь американского военного ведомства, объявило состязание Grand Challenge между командами разработчиков автономных самоуправляемых автомобилей. Задачей соревнования было преодоление автомобилем 217-километрового маршрута по пустыне без вмешательства человека. Из 25 заявленных автомобилей до финиша не добрался никто. В следующем году на том же соревновании до финиша добрались пять команд. Победителем состязания стала команда Стэндфордского университета. Вскоре Себастьян Трун, известный исследователь в области робототехники, руководивший разработкой стэндфордских самоуправляемых автомобилей, возглавил секретный проект в Google.
Исходя из данных исследований, в 2010 году компания Google построила самоуправляемый автомобиль, способный без водителя и специальной разметки передвигаться по обычным дорогам в окружении обычных машин. К середине 2012 года несколько прототипов, изготовленных инженерами Google, без особых происшествий накатали по дорогам США почти полмиллиона километров.
Основой самоуправляемого автомобиля Google является установленный на крыше лазерный дальномер, фиксирующий подробную трехмерную картину окружающего. Затем компьютер сличает ее с хранящейся в базе данных картой, внося поправки с учетом собранной радарами и датчиками информации.
Также исследования в этой области ведут и другие все крупные автопроизводители. В BMW экспериментируют с автономным управлением с 2005 года. В Volvo разрабатывает систему, позволяющую связывать несколько автомобилей в цепочку, автоматически следующую за лидером. В Volksvagen делают бортовой компьютер для автономного управления, который можно устанавливать в обычные машины [10].
Запросы на естественном языке
Распознавание речи и общение на естественном языке являются основными проблемами искусственного интеллекта. В последнее время стал заметен большой прогресс в обеих этих областях.
В мобильные операционные системы стали встраиваться системы распознавания речи, успешно справляющиеся с пониманием английского и других языков. Программа-ассистент Siri компании Apple не только распознает речь, но понимает сказанное, выполняя команды. Алгоритм понимания сказанного ограничен определенными речевыми заготовками, но уже является большим прорывом. Также важен голосовой интерфейс в электронных очках Google Glass. В данном устройстве голосовое управление является основным способом взаимодействия.
На другом краю спектра находится построенный в IBM суперкомпьютер Watson, показывающий, чего можно достичь, когда разработчикам не приходится думать об ограничениях мобильных устройств, скорости связи или загрузке дата-центров. Watson состоит из 90 мощных серверов с суммарной производительностью, составляющей 80 терафлоп, и оперативной памятью емкостью 18 терабайт. Главная задача Watson состоит в обработке запросов на естественном языке. В 2011 году Watson участвовал в телеигре Jeopardy и легко одолел людей-оппонентов. Более мощная версия Watson, которая существует сегодня, будет анализировать медицинские данные и рекомендовать наиболее подходящие методы лечения пациентов [12].
Голографические и волюметрические 3D-дисплеи
В сфере данной технологии получено мало огласки, но, например, корпорация HP сообщила о создании стереодисплея, который позволяет без специальных очков рассматривать происходящее на экране с разных сторон. Прототипы искусственно генерирующих голографическую интерференционную картину дисплеев тоже существуют. Их, например, производит компания Zebra Imaging [12].
Заключение
История компьютерной техники ведет свое начало с первых вычислительных приборов, которыми являлись счетные палочки. Первая счетная машина была сконструирована в 1642 году, а первый электронный компьютер был создан во времена Второй Мировой Войны. С тех пор компьютеры преодолели четыре поколения: электронные лампы, транзисторы, интегральные схемы и микропроцессоры; и вплотную подошли к пятому поколению развития.
В данной работе рассмотрены этапы возникновения информационных технологий, начиная с шумерских абаков и заканчивая машиной фон Неймана. Возникновение вычислительной техники разделено на этапы ранних упоминаний, аналитических устройств, зарождения математических основ и появления первых компьютеров.
Во второй части работы были выделены четыре классических поколения общепринятой трактовки истории развития компьютеров и различные мнения касательно пятого поколения. Первое поколение характеризуется быстродействием в несколько десятков тысяч операций в секунду и наличием большого количества ламп большого размера, приводящих к огромным размерам самого компьютера. Второе поколение характеризуется использованием транзисторов вместо ламп и определяется быстродействием в сотни тысяч операций в секунду. Третье поколение проектировалось на основе интегральных схем малой степени интеграции и определялось быстродействием в миллионы операций в секунду. В четвертом поколении стали использоваться быстродействующие системы памяти на интегральных схемах емкостью несколько мегабайт, а быстродействие стало исчисляться сотнями миллионов операций в секунду. К компьютерам пятого поколения относят неудавшуюся японскую программу, но существуют также и другие мнения.