Файл: А. Д. Чередов, А. Н. Мальчуков.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.10.2023

Просмотров: 640

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

АРХИТЕКТУРЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, КЛАССИФИКАЦИЯ ЭВМ

ПК-блокноты (ноутбуки) Все ноутбуки (notebook) классифицируются на несколько типовых разновидностей по размеру диагонали дисплея, назначению, компонов- ке составных узлов, функциональным возможностям, габаритам, весу и другим отличиям. К основным типам ноутбуков можно отнести: «за- мену настольного ПК» (Desktop Replacement), массовые ноутбуки, уль- трабуки, смартбуки.В качестве замены настольного ПК обычно позиционируются но- утбуки с диагональю экрана 17 дюймов и выше. Габариты и вес (от 3 кг и выше) портативных компьютеров весьма значительны, что делает их неудобными в переноске. Однако относительно большой размер дис- плея обеспечивает более комфортную работу, а объемистый корпус позволяет установить мощные компоненты и обеспечить им достаточ- ное охлаждение. Такие ноутбуки имеют встроенные жесткий диск, ак- кумулятор, CD или DVD-привод, порты ввода/вывода. Снаружи подсо- единяется блок питания, как у всех других ноутбуков. Одним из самых мощных и дорогих ноутбуков категории Desktop Replacement в 2015 г. является ASUS ROG G751JL с размером экрана по диагонали 17,3', с разрешение 1920х1080 точек. Процессор – Intel Core i7-4720HQ с часто- той 2,6 ГГц. Оперативная память до 32 Гбайт, видеокарта – NVIDIA GeForce GTX 965M с двумя гигабайтами собственной памяти. Вес – 4,5 кг. Стоимость $2500.Массовые ноутбуки (специального названия для данной категории ноутбуков не предусмотрено) имеют диагональ экрана 14'-16', их вес обычно укладывается в 2–3 кг, толщина оказывается чуть меньше ноут-буков «замена настольного ПК». Обычно эти модели оснащены встро- енными жестким диском и оптическим накопителем.Ультрабуки (ultrabooks) – тонкий и легкий ноутбук, обладающий ещё меньшими габаритами и весом по сравнению с обычными ноутбу- ками, но при этом – большей частью характерных черт полноценного ноутбука. Термин стал широко распространяться в 2011 году, после то- го как корпорация Intel презентовала новый класс мобильных ПК – уль- трабуки.Немного истории. Первоначально концепция мобильного компью- тера, более компактного и лёгкого, чем обычный ноутбук, появилась в 1996 году, когда корпорация Toshiba выпустила семейство ноутбуков Toshiba Libretto. Этот класс компьютеров получил наименование субно- утбуки. С тех пор в течение 15 лет субноутбуки постоянно развивались в направлении снижения габаритов и цены и увеличения вычислитель- ной мощности и длительности автономной работы от встроенной акку- муляторной батареи.15 января 2008 года Стив Джобс провёл презентацию нового сверхлёгкого субноутбука Apple MacBook Air, выполненного в сверх- тонком алюминиевом корпусе и не имевшего аналогов на тот момент. После начала продаж выяснилось, что данный субноутбук имеет повы- шенный спрос у потребителей, и вскоре стали появляться аналоги от других производителей ноутбуков: Dell Adamo, Lenovo ThinkPad X300, Samsung 900X3A, Sony Vaio Y.В мае 2011 года появился новый класс мобильных ПК – ультрабу- ки, который является дальнейшим эволюционным развитием классиче- ских субноутбуков и во многом использует идеи, реализованные в сверхтонком ноутбуке от Apple, MacBook Air.Нетбуки (netbooks) как отдельная категория ноутбуков были выде- лены из категории субноутбуков в 2008 г. компанией Intel. Размер диа- гонали экрана нетбуков – от 7' до 12,1'. Нетбуки ориентировались на просмотр веб-страниц, работу с электронной почтой и офисными про- граммами. Для этих ноутбуков были разработаны специальные энер- гоэффективные процессоры Intel Atom, VIA C7, VIA nano, AMD Geode. Малый размер экрана, небольшая клавиатура и низкая производитель- ность подобных устройств компенсировались умеренной ценой и отно- сительно большим временем автономной работы. Габариты обычно не позволяли устанавливать в нетбук дисковод оптических дисков, однако Wi-Fi-адаптер являлся обязательным компонентом. Столкнувшись с конкуренцией со стороны ультрабуков и планшетных ПК, натиск по- следних выдержали лишь компнаии Asustek и Acer, которые продавалисвои нетбуки плоть до конца 2012 года в основном на разививающихся рынках Южной Азии и Южной Африки. Эра нетбуков закончилась в 2012 г. В 2013 г. распродавались только их запасы.В 2015 году компания Microsot неожиданно для многих, кроме планшета Surface Pro 4, представила также ультрабук Surface Book. Сейчас такие устройства принято называть гибридными.Однако Microsoft называет новинку просто ноутбуком. В этом слу- чае в первую очередь обращает на себя внимание дисплей диагональю 13,5 дюйма. У него крайне необычное для ноутбуков соотношение сто- рон (3:2) и разрешение (3000 х 2000 точек).С технической точки зрения аппарат похож на новый планшет Microsoft. Тут используется корпус из того же магниевого сплава, а дисплей также располагает специальным слоем для работы со стилусом. К слову, перо Surface Pen поставляется в комплекте с новинкой.Необычным выглядит конструкция петель. Несмотря на отключае- мую планшетную часть, инженеры Microsoft наделили устройство воз- можностью раскрыть дисплей на 360°.Сердцем ноутбука служат процессоры Intel Core i5 или i7 поколе- ния Skylake. В оперативной памяти предусмотрено 8 либо 16 ГБ. Для хранения данных присутствует SSD объёмом 128, 256, 512 ГБ либо 1 ТБ. Что любопытно, в продаже будут модификации ноутбука с дискрет- ными видеокартами Nvidia. Модели не называются, но данный компо- нент расположен в клавиатурном блоке. Ёмкости аккумулятора должно быть достаточно для 12 часов в режиме проигрывания видео.Габариты ноутбука составляют 312,3 х 232,1 х 13-22,8 мм при мас- се 1,5 кг с подключенной клавиатурой. Список портов представлен па- рой USB 3.0, Mini DisplayPort и слотом для карт SD. В минимальной конфигурации ноутбук обойдётся покупателям в $1500, а за версию с процессором Core i7 и видеокартой Nvidia придётся отдать $2700.В 2009 г. разработчики и производители компьютерной техники за- говорили о новой категории компьютеров под названием смартбуки.Смартбук – это небольшой компьютер с дисплеем и клавиатурой, представляющий собой нечто среднее между смартфоном и нетбуком. По размерам он меньше нетбука, а по функциональным возможностям аналогичен смартфону. Смартбук способен обеспечивать постоянное беспроводное 3G-соединение и работать не менее 8 часов без подзаряд- ки. Он обладает экраном с диагональю от 7 до 9 дюймов и может бази- роваться на процессорах с архитектурой ARM под управлением ОС на ядре Linux, например Google Android.Статистика использования в настольных ПК и ноутбуках различ- ных ОС на декабрь 2015 г. представлена в таблице 1.2:Таблица 1.2 Статистика использования ОС на декабрь 2015 г.

2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ

3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ

4. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПОДСИСТЕМЫ ПАМЯТИ ЭВМ И ВС

ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМНОГО ИНТЕРФЕЙСА И ВВОДА/ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ

МНОГОПРОЦЕССОРНЫЕ И МНОГОМАШИННЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭВМ И СИСТЕМ

) в минуту (tpm C) и удельная стоимость ($/tpm C) транзакций.

По результатам работы в 2012 г. около четверти серверов исполь- зовались в рамках «вычислительных облаков». Термин «облачные вы- числения» (cloud computing – CC), ставший модным в последнее время, зародился еще в 1960 г., но обрел актуальность только с лавинообраз- ным развитием Интернета, – в частности, вместе с ростом скоростей и эволюцией браузеров. Облачные вычисления – технология обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляют- ся пользователю как Интернет-сервис. Вся работа с данными происхо- дит на удаленном сервере, а компьютер-клиент лишь интерактивно об- щается с «облачной фермой», получая от нее картинку. Рядовой пример простого СС – любая веб-почта. В сеть Интернет перебираются прило- жения, которые раньше представлялись в виде здоровенных программ, продававшихся на DVD: текстовые редакторы, электронные таблицы, графические пакеты, игры и т.д.

По мере того, как компании станут все шире использовать такие модели вычислений, как «облака», будет расти спрос на микросерверы малогабаритные серверы с малым потреблением энергии и невысокой ценой.

Новый класс устройств миниатюрные домашние серверы становится обыденным явлением не только дома, но и в офисах малых и мобильных компаний. В настоящий момент на рынке можно найти около полудюжины производителей, предлагающих портативные и не очень дорогие домашние серверы для мобильных пользователей. Ос- новное их отличие – возможность быстрого перемещения вслед за «ле- тучей» рабочей группой или домашним офисом. Поскольку все взаимо- действия с ними обеспечиваются по беспроводной связи, то их приме- нение экономит пользователям много времени и средств, которые бы они раньше потратили на прокладку линий связи. Домашний сервер бе-

рет на себя организацию передачи различных типов информации внутри
небольшой локальной компьютерной сети.

По конструктивному исполнению серверы могут быть башенны- ми, стоечными и модульными.


Модульные серверы


К категории модульных серверов по классификации аналитической компании Gartner относятся блейд-серверы (лезвия) и многоузловые сверхплотные серверные системы. Оба типа модульных серверов ис- пользуют для размещения стоечные шасси, где помимо самих серверов устанавливаются устройства хранения данных и сетевое оборудование. При этом их можно легко извлекать из шасси и добвалять в него.

Организация блейд-серверов основывается на концепции адаптив- ной инфраструктуры, которая предусматривает гибкость, экономич- ность и оперативность подстройки под быстро меняющиеся требования пользователей.

По определению аналитической компании IDC блейд-сервер – это модульная одноплатная компьютерная система, включающая процессор и память (рис. 1.9). Лезвия вставляются в специальное шасси (или пол- ку) с объединительной панелью (back plane), обеспечивающей им под- ключение к сети и подачу электропитания. Это шасси с лезвиями, по мнению IDC, является блэйд-системой. Оно выполнено в конструктиве для установки в стандартную 19-дюймовую стойку и, в зависимости от модели и производителя, занимает в ней 3U, 6U или 10 U (один U – unit, монтажная единица, равная 1,75 дюйма, 1 дюйм равен 2,54 см). За счет общего использования таких компонентов, как источники питания, се- тевые карты, жесткие диски и блоки охлаждения, блэйд-серверы обес- печивают более высокую плотность размещения вычислительной мощ- ности в стойке по сравнению с обычными тонкими серверами высотой 1U и 2U. Блейды большинства изготовителей монтируются в шасси вер- тикально.

К преимуществам использования блейд-серверов можно отнести следующие:

  • уменьшение занимаемого объема;

  • уменьшение энергопотребления и выделяемого тепла;

  • уменьшение стоимости и повышение надежности системы питания и охлаждения;

  • повышение удобства управления системой;

  • высокая масштабируемость;

  • высокая гибкость;

  • сокращение количества коммутационных проводов.




Рисунок 1.9. Общая конструкция блейд-сервера
Согласно данным Gartner, в 2011 году мировой рынок блейд- серверов зашел в тупик, так как увеличилась продажа многоузловых серверов. В штучном выражении доля блейдов на мировом рынке сер- веров в 2012 году составила 12%, что не многим отличается от показа- теля 2011 года 13%, в денежном выражении – 21%.

Таким образом, в сегменте блейд-северов фактически ничего не изменилось с 2011 года. Напротив, сегмент многоузловых серверов в 2012 году увеличил долю на рынке с 7,8% до 15% - практически вдвое. Доля этого сегмента в денежном выражении в период с 2011 по 2012 годы также выросла с 5,3% до 10%.

Поскольку конструкция многоузловых серверных систем обеспе- чивает высокую плотность компонентов и мощные возможности ПО управления серверной инфраструктурой, то их применение в дата- центрах улучшает системное администрирование, эффективность рабо-

ты и экономит пространство, а также обеспечивает гибкость использо- вания разных типов процессоров и поддержку рабочих нагрузок Web- scale. Web-scale IT это подход к построению архитектуры современ- ных центров обработки данных (ЦОД). Этот подход принят и опробован такими гигантами IT, как Amazon, Facebook, Netflix, Rackspace и Google. Также Gartner отмечает постепенное стирание границ между лезви- ями, многоузловыми серверами, вычислительными модулями для су- перкомпьютерных кластеров и серверами для сервис-провайдеров и

считает, что теперь все они попадают в категорию модульных серверов. По данным Gartner, в 2014 году на долю модульных серверов при-

ходилось 26% серверного
рынка и их продажи равнялись 13,3 млрд долл., что на 3,4% больше, чем в 2013 году. По прогнозам аналитиче- ского агентства, к 2018 году сектор модульных серверов вырастет до 15,5 млрд долл. (годовые темпы роста будут на уровне 3%), что соста- вит около 29% от всего серверного рынка.

Основными покупателями модульных серверов являются крупные корпорации и сервис-провайдеры. Первые из них ценят в модульных серверах высокую управляемость, плотность размещения и быстрое развертывание, вторые — возможность сокращения расходов на сер- верную инфраструктуру и повышение ее гибкости.

К лидерам рынка модульных серверов Gartner относит HP, Dell и Lenovo, т.е. всю первую тройку крупнейших производителей серверов стандартной архитектуры. Преимущества HP аналитики Gartner видят в ее сильных позициях в секторе блейд-серверов, мощном портфеле мно- гоузловых серверов и наличии в продуктовом портфеле компании мо- дульных серверов для бизнес-критичных приложений Superdome X и NonStop. Однако Gartnet считает, что ее лезвия BladeSystem c-Class, вы- пущенные в 2006 году, проигрывают более новым серверам Cisco и Lenovo. Кроме того, разнообразие серверного портфеля HP усложняет заказчикам выбор продуктов для дата-центров.

Последние приобретения и новые партнерские соглашения Dell усилили позиции этого вендора, а его система PowerEdge FX2 стала од- ним из первых модульных серверов для нагрузок Web-scale. К слабым сторонам этого вендора относятся отсутствие четкого плана интеграции продуктового портфеля и недовольство заказчиков качеством услуг препродажных консультаций и поддержки, а также снижение прозрач- ности бизнеса после преобразования Dell в частную компанию.

Lenovo получила в результате покупки отделения серверов стан- дартной архитектуры