Файл: История развития средств вычислительной техники (Характеристика поколений ЭВМ).pdf

Прᡃоизводительнᡃость суперᡃкомпьютерᡃа в однᡃопрᡃоцессорᡃнᡃом варианте составляла 400 MFLOPS. В 1996 году японская компания Fujitsu пополнила класс суперкомпьютеров новой машиной VPP700, позволяющей подключать до 256 рабочих мест, имеющую производительность 500 миллиардов операций с плавающей точкой в секунду. Этот векторный компьютер был предназначен для научных и технических расчетов. Размер дисковой памяти мог варьироваться от 4 до 512 Гбайт. [15]

Фирмой IBM был разработан суперкомпьютер Deep Blue, как система массового параллелизма. Это, был первый компьютер, победивший чемпиона мира по шахматам. Компьютер Deep Blue разрабатывался первоначально в университете Carnegie Mellon студентами Фенг-хсиунгом Хсу и Марри Кампбеллом на чипсете, использовавшемся в компьютере Sun 3/160. Проект был принят к исполнению фирмой IBM в 1989, когда Кампбелл пришел работать в фирму. В этом году впервые против чемпиона мира Гарри Каспарова играл компьютер Deep Though. Каспаров легко обыграл компьютер в двух партиях. [3]

Следующее состязание Каспарова состоялось в феврале 1996 с компьютером Deep Blue. Компьютер был собран на 32-х восьмипроцессорных кластерах RS/6000. Каспаров выиграл снова.

К февралю 1997 года была разработана новая шахматная программа и значительно увеличена скорость вычислений компьютера, и тогда "Голубому гиганту" удалось победить Каспарова со счетом 3.5:2.5. [14]

В 1997 году 16 из 20 самых быстpых суперкомпьютеров были произведены в Соединенных Штатах, 4 – в Японии. Ни один из суперкомпьютеров, которые были введены в строй в 1997 году, не был создан в европейской стране. Российский Институт Высокопроизводительных Вычислений и Баз Данных является одним из крупнейших суперкомпьютерных центров в Восточной Европе. [8]

1 апреля 1998 года проект компьютера класса Beowulf "Паритет" был одобрен Министерством Науки и Технологий РФ. "Паритет" включал в себя 4 узла, состоящих из 2x процессоров Intel Pentium II (450МГц), жесткого диска емкостью 9,1 Гбайт, быстрой памяти RAM (512 Мб). [3]

Суперкомпьютеры 21 века. В 2008 пиковая производительность суперкомпьютера Jaguar, установленного в лаборатории министерства энергетики США, составляла 1,64 петафлоп, сообщает InformationWeek. Ранее самым мощным считался суперкомпьютер IBM Roadrunner, с производительностью 1,026 петафлоп. В основе суперкомпьютера лежало 45 тысяч процессоров AMD Opteron и 362 терабайта оперативной памяти. Ученые использовали (и используют) Jaguar, например, для моделирования климатических изменений. Также суперкомпьютер задействован в такой области, как возобновляемые источники энергии. До начала 2009 Jaguar находился в стадии тестирования. Он был использован для проведения тестовых расчетов, которые требуют производительность свыше 1,3 петафлоп. [15]

---

2010 год. Китайская система Tianhe-1A официально возглавила рейтинг 500 мощнейших суперкомпьютеров мира. Tianhe-1A- суперкомпьютер, установивший рекорд производительности в 2,507 петафлоп в бенчмарке LINPACK, став самой быстрой системой в Китае и во всем мире. [7]

В основе Tianhe-1A лежат современные гетерогенные вычисления на основе параллельной работы графических процессоров и многоядерных центральных процессоров, которые обеспечили значительный прирост в производительности и позволили уменьшить размеры системы и сократить энергопотребление. Система построена на 7168 графических процессорах NVIDIA Tesla M2050 и 14336 CPU; идентичную производительность можно достичь только при использовании более 50 000 CPU на гораздо большей площади. [11]

Более того, система в 2,507 петафлопс, построенная исключительно на CPU, потребляла бы свыше 12 мегаватт. Благодаря графическим процессорам и гетерогенной среде вычислений, Tianhe-1A потребляет всего 4,04 мегаватта, т.е. в три раза меньше - такая разница в энергопотреблении достаточна для подачи электричества в более чем 5000 домов в течение года.

Универсальный персональный суперкомпьютер с Linux. В рамках президентской программы «Развитие суперкомпьютеров и ГРИД-технологий» федеральный ядерный центр в Сарове (РФЯЦ–ВНИИЭФ), входящий в госкорпорацию «Росатом», разработал две модели персональных суперкомпьютеров – универсального и специального назначения, а также программные пакеты для математического моделирования, работающие под управлением ОС Linux. На протяжении 2011 года атомщики расширяют ассортимент и значительно увеличивают поставки таких систем. Универсальный суперкомпьютер предназначен для широкого спектра инженерных расчетов и может устанавливаться непосредственно на рабочем месте сотрудника. Его пиковая производительность составляет 1 Тфлопс. Он построен на базе двенадцатиядерных процессоров AMD и включает три четырехсокетные материнских платы. Всего система содержит 144 процессорных ядра.

2.2. Роль вычислительной техники в современной жизни человека

Персональный компьютер очень быстро вошел в жизнь человека. Еще недавно было редкостью увидеть персональный компьютер – они конечно были, но были очень дорогостоящие, и даже не каждая компания могла иметь у себя в организации компьютер. Сейчас же почтив каждом доме есть компьютер, который уже прочно вошел в нашу жизнь.

---

Современные вычислительные машины представляют собой одно из самых значительных достижений человечской цивилизации, его влияние на развитие научно-технического прогресса трудно переоценить. Сфера применения ЭВМ огромна и непрерывно расширяется.

Не так давно было только около 2000 различных областей применения микропроцессорной техники. Это управление производством (16%), транспорт и связь (17%), информационно-вычислительная техника (12%), военная техника (9%), бытовая техника (3%), обучение (2%), авиация и космос (15%), медицина (4%), научное исследование, коммунальное и городское хозяйство, банковский учёт, метрология, и другие сферы. [5]

Компьютеры находят применение при выполнении широкого круга производственных целей. К примеру, диспетчер на крупном заводе имеет в своём распоряжении автоматизированную систему контроля, которая обеспечивает бесперебойную работу разных агрегатов. Компьютеры сейчас используются также для контроля за температурой и давлением при осуществлении разных производственных процессов. Плюс к этому управляются компьютером роботы на заводах, скажем, на линиях сборки автомобилей, которые включают многократно повторяющиеся операции, к нпримеру затягивание болтов или окраску деталей кузова.

Проекты конструирования самолета, здания или моста требуют затрат большого количества усилий и времени. Они представляют собой один из самых трудоёмких видов работ. Сейчас, в век компьютера, конструкторы обладают возможностью посвятить своё время целиком процессу конструирования, т.к. расчёты и подготовку чертежей компьютер «берёт на себя». Например: конструктор автомобилей анализирует с помощью компьютера, как форма кузова влияет на рабочие характеристики автомобиля. С помощь устройств, как электронное перо и планшет, конструктор может легко и быстро вносить любые изменения в проект и сразу же наблюдать результат на экране дисплея.

Можете себе представить, что идёт 1979 год и вы работаете неполный рабочий день в качестве кассира в большом магазине. Когда покупатели выкладывают свои покупки на прилавок, вы должны узнать цену каждой покупки и внести её в кассовый аппарат. А теперь вернёмся в совеременное время. Вы такжеработаете кассиром и в том же самом магазине. Но сейчас здесь изменилось. Когда теперь покупатели выкладывают покупки на прилавок, вы пропускаете каждую из них через оптическое сканирующее устройство, считывающее универсальный код, который нанесён на покупку, по которому компьютер может определить, цену этого товара, которая хранится в памяти компьютера, и высвечивает ее на экране, чтобы покупатель мог видеть стоимость своей покупки. Как только все товары прошли через оптическое сканирующее устройство, компьютер немедленно выдаёт всю стоимость товаров.

---

К примеру, выполнение финансовых расчётов с помощью домашнего компьютера стало всего лишь одной из его возможных применений в банковском деле. Мощные вычислительные системы дают возможность выполнять огромное количество операций, включая обработку чеков, регистрацию изменения каждого вклада, приём и выдачу вкладов, оформление ссуды и перевод вкладов с одного счёта на другой или из банка в банк. Кроме того, самые крупные банки имеют автоматические устройства, которые расположены за пределами банка. А банковские автоматы позволяют клиентам не выстаивать бесконечных очередей в банке, взять деньги со счета, когда банк закрыт. Для этого всего лишь требуется вставить пластмассовую банковскую карточку в автоматическое устройство. Как только вы это сделаете, будут выполнены нужные операции.

Вы часто болеете? Скорее всего у вас была простуда, ветрянка или может быть болел живот? Если в этих случаях вы обращались ко врачу, скорее всего он проводил осмотр быстро и достаточно эффективно. Но все знают, что медицина – это сложная наука. Есть множество болезней, каждая из которых имеет только ей свойственные симптомы. Кроме этого, есть десятки болезней с одинаковыми и даже совсем похожими симптомами. В таких случаях врачу бывает трудно поставить точный и правильный диагноз. И тут ему на помощь приходит компьютер. Сейчас многие врачи используют компьютер в качестве своего помощника при постановке диагноза, другими словами. для уточнения того, что именно болит у пациента. Для этого пациент тщательно обследуется, результаты обследований вносятся в компьютер. И уже через несколько минут компьютер показывает, какой из всех анализов дал аномальный результат. При том он может даже назвать возможный диагноз.

На сегодняшний день многие учебные заведения не могут нормально сущестовать без компьютеров. Достаточно только упомянуть, что с помощью компьютеров:

- трехлетние дети учатся различать предметы по их форме;

- шести- и семилетние дети учатся читать и писать;

- выпускники школ готовятся к вступительным экзаменам в высшие учебные заведения;

- студенты исследуют, что произойдёт, если температура атомного реактора превысит допустимый предел.

«Машинное обучение» – понятие, обозначающие процесс обучения при помощи компьютера. Компьютер же в этом случае выступает в роли так называемого «учителя». В данном качестве может использоваться микрокомпьютер или терминал, который является частью электронной сети передачи данных. Процесс получения учебного материала поэтапно контролируется учителем, но если учебный материал преподносится в виде пакета соответствующих программ, то его усвоение контролируется самим учеником.

---

Высокая «интеллектуальная» мощь и быстродействие компьютера, его возможности обрабатывать огромнейшее количество информации, поставлены на службу правоохранительных органов для повышения эффективности работы. Способность компьютеров хранить огромное количество информации используется правоохранительными органами для создания картотеки преступной деятельности. Электронные банки данных с информацией легко доступны государственным и региональным следственным учреждениям всей страны. Компьютеры используются правоохранительными органами не только в информационных сетях ЭВМ, но и в процессе розыскной работы. К примеру, в лабораториях компьютеры помогают проводить анализ веществ, которые обнаружены на месте преступления. И более того, заключения компьютера-эксперта часто оказываются решающими в доказательствах по рассматриваемому делу.

Если на компьютере работают хотя бы два человека, у них уже может возникнуть желание использовать этот компьютер для обмена информацией между друг другом. На больших машинах, которыми пользуются одновременно десятки, а может и сотни человек, для этого предусмотрены специальные программы, которые позволяют пользователям передавать сообщения друг другу. Стоит ли говорить о том, что только появилась возможность объединять несколько машин в сеть, пользователи сразу ухватились за эту возможность не только для того, чтобы использовать ресурсы удаленных машин, но и чтобы расширить круг своего общения. Создаются программы, которые предназначены для обмена сообщениями пользователей, находящихся на разных машинах. Самое универсальное средство компьютерного общения – это электронная почта. Электронная почта - самая распространенная услуга сети Internet. Отправка письма по электронной почте обходится дешевле его отправки по обычной почте. Кроме этого, сообщение, посланное по электронной почте дойдет до адресата мгновенно, в то время как обычное письмо может добираться до адресата неделю, а то и больше.

Сейчас общество живет в период огромного роста объемов информационных потоков во всех областях своей деятельности. Требования к своевременности, достоверности и полноте информации постоянно повышаются. Сейчас только на основе своевременного пополнения, накопления, переработки информации есть возможность рационального управления и обоснованное принятие решений. С созданием Электронно-Вычислительных Машин есть реальная возможность переложить на них трудоемкие операции, что коренным образом изменило технологию производства, повысило производительность и условия труда. Сейчас невозможно представить какую-либо сферу, где не использовался бы компьютер.

---