Файл: Перспективы развития технологий персонального компьютера.pdf

Для удобства работы с Интернетом серверы сети делятся на логические группы - так называемые доменные зоны, которые в свою очередь делятся на географические и тематические. Географическая доменная зона выделяется каждому государству, подключенному к сети посредством своих компьютеров.

Тематическая доменная зона зависит только от типа учреждения, которое владеет данным сервером.

К сервисам Интернета относится - электронная почта (email). Благодаря наличию электронной почты пользователи имеют возможность обмениваться персональными сообщениями, пересылать дуг другу различные документы, картинки, программы. Скорость доставки почты практически мгновенная. Она не зависит от скорости передвижения живого почтальона или машины, забирающей письма из почтового ящика. Электронная почта надежна. Вероятность пропажи письма минимальна.

По электронной почте можно отправить не только текстовое сообщение, но и графическое изображение, переслать видео и аудио сообщение.

Всемирная паутина (Word Wide Web, WWW) настолько популярна, что многие пользователи Интернета полагают, что выражение «всемирная паутина» (Word Wide Web) является синонимом Интернета. Web - это гигантская гипертекстовая система, в которой документы, рассоложенные по всему миру, связаны с друг другом ссылками. Именно гиперссылки связывают воедино все ресурсы сети. Гиперссылками могут быть оснащены не только текстовые файлы, но и графические элементы. Чат (chat-беседа) - сервис Интернета, популярный среди людей, любящих медленные разговоры преимущественно «ни о чем».

Web-форумы - также система общения между пользователями. Часто это форумы поддержки созданные компаниями для обеспечения информацией своих клиентов.

Программы-браузеры - браузером, называют программу, которая служит для просмотра страниц Интернета. На сегодняшний день существует множество таких программ, самые известные - это Internet Explorer, Opera, Netscape Navigator.

Недостатком указанного браузера, является его громоздкость, слишком сложный интерфейс и 3-х мерные «кнопочки» панели управления размером с пол экрана.

Одной из главных частей Интернета являются различные поисковые системы. Они нужны в тех случаях, когда точный адрес сайта не известен. Поиск в них обычно производится по ключевым словам.

Поисковых систем сейчас огромное количество: это, прежде всего, Rambler, Yandex, mail.ru, Google, Yahoo, Aport. Помимо выше перечисленных гигантов существуют ещё очень много мелких поисковых систем, но поиск в них не всегда бывает точный. Разные поисковики нужны для разных вещей: например, Yahoo и Google признаны лучшими по поиску изображений.

На сегодняшний день одной из главных проблем Интернета являются вирусные атаки. Вирус - это, прежде всего программа. Но эта программа отличается от обыкновенного ПО (программного обеспечения) тем, что одной из главных её задач являются вредоносные действия. Вредоносные действия могут носить разный характер от различных шуток до полного уничтожения информации с жёсткого диска или ещё хуже: вывода из строя материнской платы путём порчи настроек управляющей микропрограммы-BIOS.

После попадания на компьютер любой, уважающий себя вирус, начнёт размножаться с бешеной скоростью (несколько 1000 копий в день) прикрепляясь ко всем программам. Только после размножения начинает проявляться его «характер».

2.1.2 Многоядерные процессы

Компьютерные системы наделяются новыми способностями, поэтому произошел переход к следующему этапу эволюционного развития цифровых полупроводниковых устройств - к многоядерной архитектуре процессоров и соответствующих платформ.

Разработка более 20 двухъядерных и многоядерных процессоров, являющихся основой построения платформ для высокопроизводительных серверов, массовых серверов, рабочих станций, настольных ПК, мобильных и сетевых устройств.

Многоядерный процессор содержит два или более вычислительных ядер на одном кристалле. Он имеет один корпус и устанавливается в один разъем на системной плате, но операционная система воспринимает каждое его вычислительное ядро как отдельный процессор с полным набором вычислительных ресурсов. Например, двухъядерный процессор - это реализация многоядерности с двумя вычислительными ядрами.

Все большее значение многоядерные процессоры приобретают в условиях всеобщей «цифрофикации» окружающей нас информации. Музыка, видео, фотографии, игры - их носители повсеместно становятся цифровыми, растет и количество устройств, генерирующих, обрабатывающих и хранящих цифровой контент (фото- и видеокамеры, DVD- и МР3-плееры и т.д.). Мир стоит на пороге полномасштабной реализации концепции цифрового дома, когда все устройства в нашем жилище будут объединены в домашнюю сеть, позволяющую предоставлять сервис по обработке цифрового контента в качестве обычной коммунальной услуги. Круг обязанностей домашнего ПК существенно расширится, а, жизнь в цифровом доме будет во многом зависеть от эффективности многозадачной работы многоядерных процессоров и от их способности управлять всем комплексом устройств: телевизорами, стереосистемами, видеокамерами, а также другими устройствами и аппаратами в цифровом доме.

Многоядерные процессоры помогут справиться с этой задачей, правильно распределив ресурс вычислительных ядер для обработки сетевых пакетов и выполнения других приложений. Многоядерные процессоры Intel в сочетании с другими компонентами платформ предоставляют расширенные возможности для управления и для обеспечения безопасности. Они позволяют уменьшить время отклика системы во время одновременной работы нескольких управляющих или профилактических программ, таких как антивирусная проверка, обновление ПО, проверка конфигурации или запрос на инвентаризацию. Более того, используя технологию виртуализации, поддерживаемую многими платформами Intel, можно одновременно запустить несколько операционных систем без снижения производительности приложений в каждой из них.

Значительные вычислительные ресурсы многоядерных процессоров предоставят разработчикам игр большую степень свободы для создания полноценной графики, для реализации физики процессов, а также функций искусственного интеллекта.

2.2 Тенденции развития

Многоядерные процессоры отражают тенденцию последних лет: производительность компьютеров постоянно повышается и вместе с тем уменьшается потребляемая мощность.

Все большее значение многоядерные процессоры приобретают в условиях всеобщей «цифрофикации» окружающей нас информации. Музыка, видео, фотографии, игры - их носители повсеместно становятся цифровыми, растет и количество устройств, генерирующих, обрабатывающих и хранящих цифровой контент (фото- и видеокамеры, DVD- и МР3-плееры).

Еще одна важная задача - расширение коммуникационной функции ПК. Проникновение в наши офисы и дома новых телекоммуникационных технологий, таких как VoIP, а также рост пропускной способности сетей требует обработки огромного количества пакетов данных, но это не должно влиять на скорость работы основных приложений. Многоядерные процессоры помогут справиться с этой задачей, правильно распределив ресурс вычислительных ядер для обработки сетевых пакетов и выполнения других приложений.

Многоядерные процессоры Intel в сочетании с другими компонентами платформ предоставляют расширенные возможности для управления и для обеспечения безопасности. Они позволяют уменьшить время отклика системы во время одновременной работы нескольких управляющих или профилактических программ, таких как антивирусная проверка, обновление ПО, проверка конфигурации или запрос на инвентаризацию. Более того, используя технологию виртуализации, поддерживаемую многими платформами Intel, можно одновременно запустить несколько операционных систем без снижения производительности приложений в каждой из них.

Значительные вычислительные ресурсы многоядерных процессоров предоставят разработчикам игр большую степень свободы для создания полноценной графики, для реализации физики процессов, а также функций искусственного интеллекта.

По прогнозам, к 2012 году число транзисторов в микропроцессоре достигнет 1 млрд., тактовая частота возрастет до 10 ГГц, а производительность достигнет 100 млрд.оп/с.

2.2.1 Развития процессоров

ЭВМ представляет собой систему процессоров. Каждый процессор состоит из некоторой совокупности запоминающих устройств, устройств управления и операционного устройства. Эти составные части процессора связаны между собой определенным образом. Связь между процессорами осуществляется за счет наличия общих запоминающих устройств, которые могут служить для передачи информации (в этом случае они называются буферными ЗУ) и для передачи управляющих сигналов (в этом случае они называются контактными ЗУ).

Одни процессоры машины называют центральными, другие - периферийными. К периферийным относят процессоры, предназначенные для ввода или вывода информации. Способы контакта и обмена с ними в реальных ЭВМ очень разнообразны. Но общий принцип действия всех процессоров одинаков.

Идея, в соответствии с которой ЭВМ рассматривается как система процессоров, и связанное с этой идеей выделение в особую категорию контактных ЗУ, оказалась очень плодотворной.

Одной из плодотворных находок явилась система прерываний - замечательный союз программных и аппаратных средств, предназначенных для быстрой реакции машины на чрезвычайные события. Действия этой системы направлены на то, чтобы «зафиксировать» ситуацию, имеющую место в ЭВМ в момент возникновения прерывания. Под прерыванием, таким образом, понимается временное прекращение выполнения текущей программы центральными устройствами ЭВМ с запоминанием точки, в которой прервана данная программа со всей относящейся к ней информацией (адресом команды, на которой произошло прерывание, результатом предыдущей операции и т.д.), и одновременный переход к выполнению другой программы. Программа, прерванная ранее и находящаяся в состоянии «ожидания», может вернуться в состояние «счет» после устранения причины, вызвавшей ее прерывание.

Современные цифровые машины обладают еще многими другими устройствами, повышающими их эффективность и удобство применения. Большой интерес, например, представляют ЭВМ, содержащие в своем составе несколько центральных процессоров. Такие ЭВМ называются многопроцессорными, что, кстати говоря, не очень удачно, потому что любые ЭВМ являются многопроцессорными.

За счет большого числа центральных процессоров среднее число операций, которые может выполнять ЭВМ в единицу времени, т.е. быстродействие машины, возрастает. Для многопроцессорной ЭВМ программу решения задач иногда можно составить так, чтобы различные части этой программы выполняли разные центральные процессоры.

Составление таких программ получило название параллельного программирования (точнее: программирование с расчетом на параллельное выполнение программ). Поскольку ЭВМ представляет собой систему процессоров, то можно говорить о «коллективе исполнителей».

Обработка информации осуществляется по программе, которая представляет собой последовательность команд, направляющих работу компьютера. Команда состоит из кода операции и адреса. Код операции сообщает микропроцессору, что нужно сделать, какую выполнить операцию: сложить, сравнить, переслать и очистить. Адрес указывает место, где находятся данные, подлежащие обработке. Команды бывают безадресные, одноадресные и двухадресные.

Развитие микропроцессора происходит в процессе повышения тактовой частоты. Для повышения тактовой частоты при выбранных материалах используются: более совершенный технологический процесс с меньшими проектными нормами; увеличение числа слоев металлизации; более совершенная схемотехника меньшей каскадности и с более совершенными транзисторами, а также более плотная компоновка функциональных блоков кристалла.

Так, все производители микропроцессоров перешли на технологию КМОП, хотя Intel, например, использовала БиКМОП для первых представителей семейства Pentium. Известно, что биполярные схемы и КМОП на высоких частотах имеют примерно одинаковые показатели тепловыделения, но КМОП-схемы более технологичны, что и определило их преобладание в микропроцессорах.

Уменьшение размеров транзисторов, сопровождаемое снижением напряжения питания с 5В до 2,5-3В и ниже, увеличивает быстродействие и уменьшает выделяемую тепловую энергию. Все производители микропроцессоров перешли с проектных норм 0,35-0,25мкм на 0,18мкм и 0,12мкм и стремятся использовать уникальную 0,07мкм технологию (см. Таблица 1).

При минимальном размере деталей внутренней структуры интегральных схем 0,1-0,2мкм достигается оптимум, ниже которого все характеристики транзистора быстро ухудшаются. Практически все свойства твердого тела, включая его электропроводность, резко изменяются и «сопротивляются» дальнейшей миниатюризации, возрастание сопротивления связей происходит экспоненциально. Потери даже на кратчайших линиях внутренних соединений такого размера «съедают» до 90% сигнала по уровню и мощности.