1.Введение На сегодняшний день сложно представить себе решение сложных вычислительных задач и выполнение операций, которые, на первый взгляд, совсем не связаны с числами, без помощи ЭВМ. Необходимость в расчётах существовала во все времена. В далёком прошлом считали на пальцах или делали насечки на костях. На стадии становления человеческой цивилизации, где-то около 4000 лет назад, были изобретены уже довольно сложные системы счисления, с помощью которых осуществлялись торговые сделки, рассчитывались астрономические циклы и проводились другие вычисления. Первые ручные вычислительные инструменты появились лишь спустя тысячелетия Следует, тем не менее, отметить, что компьютер не способен выполнять все функции человеческого мозга, а просто устройство, призванное облегчить нам жизнь. По существу главное преимущество компьютера – способность реагировать с огромной скоростью на импульсы электрического напряжения, а истинное величие заключается в гении человека, нашедшего способ преобразовывать разнообразную информацию, которой богат реальный мир, в простую последовательность нулей и единиц. Это изобретение позволяет переводить все многообразие нашей жизни, которая очень часто не подчиняется никаким законам, в строгий язык математики, понятный электронным схемам компьютера Сегодня, несмотря на все предостережения писателей-фантастов, человек не превратился в придаток машины. Он получил возможность реализовать свои способности и совершить переход от механического труда к творческому. Следующий век по праву будет называться постиндустриальным веком или веком информатики
Классификация компьютеров по быстродействию Существуют следующие виды компьютеров: Персональные компьютеры и рабочие станции X-терминалы Серверы Мейнфреймы Кластерные архитектуры Рассмотрим каждую из разновидностей более подробно A. Персональные компьютеры и рабочие станции Персональные компьютеры (ПК) Их появление явилось результатом эволюции миникомпьютеров при переходе элементной базы машин с малой и средней степенью интеграции на большие и сверхбольшие интегральные схемы. Стоит отметить, что миникомпьютеры стали прародителями и другого направления развития современных систем - 32-разрядных машин. Речь идёт о создании RISC-процессоров и микросхем памяти емкостью более 1 Мбит. В конечном счёте это привело к окончательному оформлению настольных систем высокой производительности, известных сегодня как рабочие станции В отличие от ПК, ориентированных вначале на самого широкого потребителя- непрофессионала, первоначальная ориентация рабочих станций была направлена на профессиональных пользователей. В результате это привело к тому, что рабочие станции предстали хорошо сбалансированными системами, в которых высокое быстродействие сочетается с большим объемом оперативной и внешней памяти. Они обладают также высокопроизводительными внутренними магистралями, высококачественной и быстродействующей графической подсистемой и разнообразными устройствами ввода/вывода, что выгодно отличает рабочие станции среднего и высокого класса от ПК даже сегодня, потому что наиболее мощные IBM PC совместимые ПК не могут удовлетворить возрастающие потребности систем обработки из-за наличия в их архитектуре ряда "узких мест" Тем не менее ПК очень быстро завоевали хорошие позиции на компьютерном рынке, создав тем самым предпосылки для разработки новых программных средств, ориентированных на конечного пользователя. Отчасти популярность персональных компьютеров связана с низкой их стоимостью, а также с наличием "дружественных пользовательских интерфейсов". И не последнюю роль играют проблемно-ориентированные среды и инструментальные средства для автоматизации разработки прикладных программ. Быстрый рост производительности ПК на базе новейших микропроцессоров Intel в сочетании с резким снижением цен на эти изделия и развитием технологии локальных шин (VESA и PCI), которая позволяет устранить многие "узкие места" в архитектуре ПК, делают современные персональные компьютеры весьма привлекательной альтернативой рабочим станциям Производители рабочих станций, в свою очередь, создали изделия так называемого "начального уровня". Стоимостные характеристики позволяют им приблизиться к высокопроизводительным ПК. В то же время они сохраняют лидерство по производительности и возможностям наращивания. Вообще, современный рынок "персональных рабочих станций" однозначно определить нельзя. Стоит лишь отметить, что этот рынок традиционно принадлежал миникомпьютерам и мэйнфреймам, которые поддерживали работу настольных терминалов с ограниченным интеллектом и представляет собой совокупность архитектурных платформ персональных компьютеров и рабочих станций, которые появились в настоящее время, поскольку поставщики компьютерного оборудования уделяют все большее внимание рынку продуктов для коммерции и бизнеса В прошлом рабочие станции на платформе UNIX были очень сильны в научном, техническом и инженерном секторах и были почти также неудобны, как и ПК для того чтобы выполнять серьезные офисные приложения, а персональные компьютеры не были достаточно мощными и не располагали достаточными функциональными возможностями, чтобы служить адекватной заменой подключенных к главной машине терминалов С тех пор ситуация в корне изменилась. В настоящее время персональные компьютеры имеют высокую производительность, а рабочие станции на базе UNIX имеют программное обеспечение, способное выполнять большинство функций, которые стали ассоциироваться с понятием "персональной рабочей станции". С высокой долей вероятности оба этих направления могут серьезно рассматриваться как сетевой ресурс для систем масштаба предприятия Также в результате этих изменений практически перестали использоваться старомодные миникомпьютеры с их патентованной архитектурой и использованием присоединяемых к главной машине терминалов. Процесса разукрупнения (downsizing) и увеличения производительности платформы Intel привёл к тому, что наиболее мощные ПК (но все же чаще открытые системы на базе UNIX) стали использоваться в качестве серверов, постепенно заменяя миникомпьютеры Существует и ряд други причин, ускоряющих этот процесс.: Чересчур высокая стоимость мэйнфреймов и даже систем среднего класса помогла сместить многие разработки в область распределенных систем и систем клиент-сервер. Многим это представляется вполне оправданной по экономическим соображениям альтернативой, так как эти системы прямо базируются на высоконадежных и мощных рабочих станциях и серверах. Применение ПК стало более разнообразным. Помимо обычных для этого класса систем текстовых процессоров, даже средний пользователь ПК может теперь работать сразу с несколькими прикладными пакетами, включая электронные таблицы, базы данных и высококачественную графику. Адаптация графических пользовательских интерфейсов существенно увеличила требования пользователей ПК к соотношению производительность/стоимость. И хотя оболочка MS Windows может работать на моделях ПК 386SX с 2 Мбайтами оперативной памяти, реальные пользователи хотели бы использовать все преимущества подобных систем, включая возможность комбинирования и эффективного использования различных пакетов. Широкое распространение систем мультимедиа прямо зависит от возможности использования высокопроизводительных ПК и рабочих станций с адекватными аудио и графическими средствами, и объемами оперативной и внешней памяти. В начале представлялось, что необходимость сосредоточения высокой мощности на каждом рабочем месте приведет к переходу многих потребителей ПК на UNIX-станции. Это определялось частично тем, что RISC-процессоры, использовавшиеся в рабочих станциях на базе UNIX, были намного более производительными по сравнению с CISC-процессорами, применявшимися в ПК, а частично мощностью системы UNIX по сравнению с MS-DOS и даже OS/2 Производители рабочих станций быстро отреагировали на потребность в низко стоимостных моделях для рынка коммерческих приложений. Потребность в высокой мощности на рабочем столе, объединенная с желанием поставщиков UNIX-систем продавать как можно больше своих изделий, привела такие компании как “Sun Microsystems” и “Hewlett Packard” на рынок рабочих станций для коммерческих приложений. И хотя значительная часть систем этих фирм все еще ориентирована на технические приложения, наблюдается беспрецедентный рост продаж продукции этих компаний для работы с коммерческими приложениями, требующими все большей и большей мощности для реализации сложных, сетевых прикладных систем, включая системы мультимедиа. Это привело к временному отступлению производителей ПК на базе микропроцессоров Intel. Острая конкуренция со стороны производителей UNIX-систем и потребности в повышении производительности огромной уже инсталлированной базы ПК, заставили компанию Intel форсировать разработку высокопроизводительных процессоров семейства и Pentium. Процессоры и Pentium, при разработке которого были использованы многие подходы, применявшиеся ранее только в RISC-процессорах, а также использо
