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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.10.2023

Просмотров: 659

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



На сегодняшний день в TOP500 осталось семь российских систем (полгода назад их было восемь), а самый производительный российский суперкомпьютер «Ломоносов-2» («Т-Платформы») продолжает терять позиции, переместившись с 31-й строчки на 36-ю.

Если рассматривать TOP500 по вхождению в него систем россий- ских вендоров, здесь можно отметить появление на 50-й позиции новой системы JURECA в суперкомпьютерном центре Юлиха (Германия), со- зданной компанией «Т-Платформы». На сегодняшний день в TOP500 входит по три системы производства РСК и «Т-Платформы», а также суперкомпьютер «Курчатовского института» (№ 258) и еще одна систе- ма производства компании «Ниагара» (№ 346).

В каких рыночных нишах востребованы суперкомпьютеры? Преж- де всего, это проектирование самолетов и ракет, создание лекарств, предсказание погоды и природных катаклизмов, повышение эффектив- ности электростанций и надежности автомобилей (преимущественно путем моделирования их столкновений) и фундаментальные научные исследования.


МикроЭВМ


МикроЭВМ по назначению можно разделить на серверы, рабочие станции, персональные компьютеры, встраиваемые и промышленные микроЭВМ (рис. 1.7).


Рис. 1.7. Классификация микро-ЭВМ

Серверы


В настоящее время уже редко встретишь офис или предприятие, в котором бы не использовалась компьютерная сеть, время разрознен- ных персональных компьютеров давно ушло. Однако нагрузка, т.е. уро- вень сетевого трафика, на различные узлы в сети никогда не бывает равномерно распределенной на пользовательских компьютерах она всегда меньше, чем на компьютерах, выполняющих служебные функ- ции в сети, серверах (от англ. «serve» служить).

Примером таких функций может быть хранение файлов и обеспе- чение доступа к ним пользователей (клиентов), маршрутизация потоков данных, управление печатью сетевого принтера, обработка писем элек- тронной почты, рассылка факсов и т.д. Серверами также называются программы, выполняющие эти функции. Ниже под термином «сервер» будет пониматься в первую очередь аппаратное решение.

По функциональному назначению серверы можно подразделить (рис. 1.8) на файл-серверы, серверы приложений (чаще всего исполь- зуются для баз данных и поддержки документооборота), FTP-серверы (для удаленного доступа к данным через Internet), серверы внешних устройств (печати, сканирования, факсимильной связи) и Web-серверы.





Рис. 1.8. Классификация серверов по функциональному назначению
Крупные и мелкие предприятия и офисы обладают вычислитель- ными сетями различной мощности. Кроме того, существуют разные требования к функциям, выполняемым компьютерной

сетью, если од-

ной организации достаточно иметь один файловый сервер, то для дру- гой требуется полный спектр Internet-сервисов, таких как обеспечение получения и отправки электронной почты для всех сотрудников, хо- стинг (возможность размещения) Web-сайта или FTP-файлового архива. Поэтому не существует «универсального» сервера, способного выполнять любые, совершенно различные задачи одинаково быстро и эффективно.

По функциональным возможностям (мощности) серверы разделяют на серверы начального, среднего и корпоративного уровней. На каждом уровне используются свои способы организации серверов. Для небольшой сети (в рамках рабочих групп – 50 и менее пользователей) функции сервера могут быть возложены на мощный настольный персо- нальный компьютер. Для среднего уровня (50–200 клиентов и малых серверов) могут быть использованы мощные рабочие станции, а для корпоративного (200 и более пользователей) – мэйнфреймы. Кроме то- го, для каждого уровня иерархии разрабатываются и применяются ком- пьютеры со специальной серверной организацией.

В серверах начального уровня используются как правило от 1 до 8 процессоров, среднего уровня – от 8 до 16 процессоров, корпоративного уровня – от 32 до нескольких сотен процессоров. Количество ядер в процессорах может варьироваться от 2 до 16.

Приведенные классификации весьма условны, потому что в рамках любой серии серверов постоянно появляются модели большей мощно- сти благодаря наращиванию ресурсов и модернизации конфигурации, причем различия внутри одной линейки компьютеров могут быть суще- ственны.

Основными требованиями при проектировании
серверов являются:

  • большая мощность для обеспечения нормальной работы всех запускаемых приложений;

  • масштабируемость, необходимая при увеличении компьютер- ной сети предприятия или круга задач, решаемых сервером;

  • отказоустойчивость для обеспечения надежной работы всех выполняемых программ и сервисов;

  • удобный доступ к его компонентам с возможностью оператив- ной или даже «горячей» (автоматической) замены, что очень важно в случае необходимости бесперебойной работы системы.

Сервер начального уровня может собрать хорошо разбирающийся в вычислительной технике человек, но наиболее надежные и сбаланси- рованные системы выпускаются brand-name компаниями, специализи- рующимися на производстве серверов. Компоненты этих систем обычно хорошо подобраны друг с другом, что увеличивает эффективность их использования.

Для реализации серверов используются процессоры с архитектура- ми х86 (CISC), IA-64 (EPIC) и RISC. В качестве основной операционной системы (ОС) может выступать Windows-подобная или Unix-подобная ОС (Unix-серверы).

В последние годы большой популярностью пользуется операци- онная система Linux с открытым исходным кодом, которая была со- здана в 1991 г. в качестве версии Unix-подобной системы для ПК. Настоящий успех пришел к системе при ее использовании не на настольных ПК, а на серверах. Этому способствует мощная поддержка

«китов индустрии» (IBM, HP, Dell, Sun/Oracle), вкладывающих в разви- тие бесплатной ОС огромные средства.

3 марта 2015 года исследовательская компания International Data Corporation (IDC) опубликовала результаты анализа глобального рынка серверов. Его объем, как выяснили эксперты, достиг рекордного значе- ния, в чем большая заслуга Китая.

Согласно оценкам IDC, в 2014 году на мировой рынок было выпу- щено 9,2 млн серверов, что на 2,9% больше, чем годом ранее. Столь
крупного объема не было никогда, отмечают эксперты. В деньгах сер- верный рынок показал 2,3-процентный рост до $50,9 млрд.

В октябре-декабре 2014 года продажи серверов увеличились на 1,9% (до $14,5 млрд), и этот квартальный подъем оказался третьим под- ряд. Девятимесячную положительную динамику аналитики объясняют продолжающимся циклом обновления компьютерного оборудования в компаниях и растущими инвестициями в инфраструктуру со стороны облачных провайдеров.

Кроме того, немаловажную роль играет китайский рынок серверов, объем которого достиг рекордного уровня в $2 млрд по итогам послед- них трех месяцев 2014 года, увеличившись на 26,2% в сравнении с ана- логичным периодом 2013-го. Четыре крупнейших вендора из Поднебес- ной Inspur, Huawei, Lenovo и Sugon нарастили серверную выручку более чем наполовину, говорится в отчете IDC.

Крупнейшим производителем серверов в глобальном масштабе остаётся HP, однако в 2014 году американская компания увеличила продажи систем всего на 0,8%, а рыночная доля вендора упала до 26,2% с 26,6% годом ранее.

Следом за HP идет ее соотечественница IBM, чьи позиции после продажи направления x86-решений начали стремительно слабеть. 2014 год «голубой гигант» закончил с 18,4-процентной долей, тогда как го- дом ранее она измерялась 25,6%. В четвертой четверти показатель при-

сутствия IBM снизился до 13,7%, и корпорация уступила второе ме- сто Dell.

Последняя в 2014 году заработала на серверах $9 млрд, подняв этот доход на 5,7% в годовом исчислении. В пятерку крупнейших произво- дителей также вошли Cisco и Oracle, занявшие 5,7% и 4,6% рынка соот- ветственно.

Для оценки производительности серверов используется тест TPC-C, разработанный фирмой Transaction Processing Perfomance Council (TPC), с помощью которого подсчитывается количество транзакций (взаимо- действий между узлами компьютерной сети по принципу запрос–ответ