Классификация архитектуры sisd



Скачать 226.89 Kb.
Дата14.02.2017
Размер226.89 Kb.
Просмотров156
Скачиваний0

  1. Классификация архитектуры SISD.

Классическим примером однопроцессорной архитектуры является архитектура фон Неймана со строго последовательным выполнением команд: процессор по очереди выбирает команды программы и также по очереди обрабатывает данные. Архитектура фон Неймана обогатилась конвейером команд, а затем многофункциональной обработкой и получила обобщенное название SISD (Single Instruction Single Data — один поток команд, один поток данных).

Данная архитектура породила CISC, RISC и архитектуру с суперскалярной обработкой (рис.1.1).



Компьютеры с CISC (Complex Instruction Set Computer) архитектурой имеют комплексную (полную) систему команд, под управлением которой выполняются всевозможные операции типа «память-память», «память-регистр», «регистр — память», «регистр — регистр».

Компьютеры с RISC (Reduced Instruction Set Computer) архитектурой содержат набор простых, часть употребляемых в программах команд. Основными являются операции типа «регистр — регистр».

суперскалярная обработка.

Смысл этого термина заключается в том, что в аппаратуру процессора закладываются средства, позволяющие одновременно выполнять две или более скалярные операции, то есть команды обработки пары чисел. Суперскалярная архитектура базируется на многофункциональном параллелизме и позволяет увеличить производительность компьютера пропорционально числу одновременно выполняемых операций.

Способы реализации суперскалярной обработки могут быть разными.

Первый способ применяется как в CISC, так и в RISC — процессорах и заключается в чисто аппаратном механизме выборки из буфера инструкций (или кэша инструкций) несвязанных команд и параллельном запуске их на исполнение.

Второй способ реализации суперскалярной обработки заключается в кардинальной перестройке всего процесса трансляции и исполнения программ. Уже на этапе подготовки программы компилятор группирует несвязанные операции в пакеты, содержимое которых строго соответствует структуре процессора. этот способ — организация архитектуры VLIW (very large Instruction Word — очень широкое командное слово).


  1. CISC и RISC-архитектуры микропроцессоров.

Компьютеры с CISC (Complex Instruction Set Computer) архитектурой имеют комплексную (полную) систему команд, под управлением которой выполняются всевозможные операции типа «память-память», «память-регистр», «регистр — память», «регистр — регистр».

Данная архитектура характеризуется:



  • большим числом команд (более 200);

  • переменной длиной команд (от 1 до 11 байт);

  • значительным числом способов адресации и форматов команд;

  • сложностью команд и многотактностью их выполнения;

  • наличием микропрограммного управления, что снижает быстродействие и усложняет процессор.

Обмен с памятью в процессе выполнения команды делают практически невозможной глубокую конвейеризацию арифметики, т.е. ограничивается тактовая частота процессора, а значит, и его производительность.

Компьютеры с RISC (Reduced Instruction Set Computer) архитектурой содержат набор простых, часть употребляемых в программах команд. Основными являются операции типа «регистр — регистр».

Данная архитектура характеризуется:



  • сокращенным числом команд;

  • большинство команд выполняются за один машинный такт;

  • постоянной длиной команд;

  • небольшим количеством способов адресации и форматов команд;

  • для простых команд нет необходимости в использовании микропрограммного управления;

  • большим числом регистров внутренней памяти процессора.

Компьютеры с RISC- архитектурой «обязаны» иметь преимущество в производительности по сравнению с CISC компьютерами, за которое приходится расплачиваться наличием в программах дополнительных команд обмена регистров процессора с оперативной памятью.

  1. VLIW-архитектура компьютера и EPIC-концепция.

VLIW - способ реализации суперскалярной обработки, заключающийся в кардинальной перестройке всего процесса трансляции и исполнения программ. Уже на этапе подготовки программы компилятор группирует несвязанные операции в пакеты, содержимое которых строго соответствует структуре процессора.

Например, если процессор содержит функционально независимые устройства (сложения, умножения, сдвига и деления), то максимум, что компилятор может «уложить» в один пакет — это четыре разнотипные операции: (сложение, умножение, сдвига и деления). Сформированные пакеты операций преобразуются компилятором в командные слова, которые по сравнению с обычными инструкциями выглядят очень большими. Отсюда и название этих суперкоманд и соответствующей им архитектуры — VLIW (very large Instruction Word — очень широкое командное слово). По идее, затраты на формирование суперкоманд должны окупаться скоростью их выполнения и простотой аппаратуры процессора, с которого снята вся «интеллектуальная» работа по поиску параллелизма несвязанных операций. Однако практическое внедрение VLIW — архитектуры затрудняется значительными проблемами эффективной компиляции.

VLIW можно считать логическим продолжением идеологии RISC, расширяющей её на архитектуры с несколькими вычислительными модулями. Так же, как в RISC, в инструкции явно указывается, что именно должен делать каждый модуль процессора. Из-за этого длина инструкции может достигать 128 или даже 256 бит.

Концепция EPIC (Explicity Parallel Instruction Computing – вычисления с явным параллелизмом команд, где «явным» означает явно указанным при трансляции) разработана совместно фирмами Intel и Hewlett Packard и имеет ту же значимость, что и CISC- и RISC-архитектуры.

Идеология создания EPIC направлена на то, чтобы упростить аппаратное обеспечение и, в то же время, извлечь как можно больше «скрытого параллелизма» на уровне команд, чем это можно сделать при реализации VLIW и суперскалярных стратегий, используя большую ширину «выдачи» команд и длинные (глубокие) конвейеры.

EPIC предоставляет динамические механизмы на уровне аппаратуры так, что компилятор может управлять такими средствами, применяя их выборочно, где это возможно. Столь широкие возможности помогают компилятору использовать правила управления этими механизмами более оптимально, чем это позволяет аппаратура.

Особенности EPIC:

• большое количество регистров (128 64-разрядных регистров общего назначения);

• использование простых инструкций, сгруппированных по три, одинаковой длины, образующих длинные командные слова LIW (long instruction words);

• переупорядочиванием и оптимизацией команд, так же как и во VLIW, занимается компилятор, а не процессор;

• команды из разных ветвей узлового ветвления снабжаются предикатными полями (полями условий) и запускаются параллельно;

• выборка данных по предположению (выборка данных до того, как они потребуются, т. е. заранее);

• масштабируемость архитектуры до большого количества функциональных устройств.

EPIC-технология с явным заимствованием лучших идей из CISC и RISC архитектур использована в 64-разрядной интеловской архитектуре (IA-64)


  1. SIMD-архитектура. Способы её реализации.

Параллелизм циклов и итераций тесно связан с понятием множественности потоков данных и реализуется векторной обработкой. В классификации компьютерных архитектур М.Флина выделена специальная группа однопроцессорных систем с параллельной обработкой потоков данных — SIMD (Single Instruction Multiple Date, один поток команд — множество потоков данных).

Возможны два способа построения компьютеров этого класса. Это матричная структура и векторно-конвейерная обработка. Суть матричной структуры заключается в том, что имеется множество процессорных элементов, исполняющих одну и туже команду над различными элементами вектора, объединенных коммутатором. Основная проблема заключается в программировании обмена данными между процессорными элементами через коммутатор.

В отличие от матричной, векторно-конвейерная структура компьютера содержит конвейер операций, на котором обрабатываются параллельно элементы векторов и полученные результаты последовательно записываются в единую память. При этом отпадает необходимость в коммутаторе процессорных элементов, служащим камнем преткновения в матричных компьютерах.

Общим для всех векторных суперкомпьютеров является наличие в системе команд векторных операций, допускающих работу с векторами определенной длины, допустим, 64 элемента по 8 байт. В таких компьютерах операции с векторами обычно выполняются над векторными регистрами.

Еще одним примером SIMD архитектуры является технология MMX, которая существенно улучшила архитектуру микропроцессоров фирмы Intel. Она разработана для ускорения выполнения мультимедийных и коммуникационных программ. В ММХ используются 4 новых типа данных и 57 новых инструкций. Команды ММХ выполняют одну и ту же функцию с различными частями данных, например, 8 байт графических данных передаются в процессор как одно упакованное 64-х разрядное число и обрабатываются одной командой. ММХ-команды используют восемь 64-разрядных регистров, «физически» размещенных в мантиссах регистров с плавающей запятой, и используются в том же режиме процессора, что и команды с плавающей запятой.

Все программное обеспечение, созданное для ранее выпущенных процессоров, без всяких изменений может выполняться на процессорах с технологией ММХ.



  1. Многоядерные структуры процессора и многопотоковая обработка команд.

Корпорация Intel, лидер в разработке микропроцессоров с х86 архитектурой, ежегодно на протяжении долгого времени увеличивала производительность своих процессоров преимущественно за счет увеличения тактовой частоты и использования гиперконвейерной технологии выполнения команд, что в свою очередь значительно увеличивало энергопотребление и, соответственно, количество выделяемой процессором тепловой энергии. Это привело к тому, что компания уперлась в энергетический предел, ограничивающий возможности наращивания производительности процессорных кристаллов традиционными способами. Перед компанией Intel остро встала проблема разрешения противоречия между производительностью процессора и энергопотреблением.

Использование многоядерных структур процессора является одним из путей решения этой проблемы. Совмещение в одном процессоре двух вычислительных ядер позволяет удерживать рассеиваемую им мощность в допустимых пределах за счет сравнительно незначительного понижения тактовой частоты ядер: при снижении рабочей частоты на 20 % производительность ядра падает примерно на 13 %, а энергопотребление – на 50 %. При этом двухъядерный процессор все равно существенно выигрывает в производительности (при тех же условиях до 70 %) за счет увеличения количества команд, выполняемых в процессоре за один такт, но для этого необходимо на программном уровне обеспечить загрузку обоих ядер, для чего требуется соответствующая оптимизация программного кода.

Первыми стали использовать двухъядерные структуры разработчики RISC-процессоров:

• компания IBM ( процессоры Power 4, 5, Power PC G5);

• Sun Microsystems (процессор Ultra Spare IV).

Многопотоковая обработка команд на одном процессоре (ядре) основывается на том, что в каждый момент времени только часть ресурсов процессора (ядра) используется при выполнении программного кода. Неиспользуемые ресурсы также можно загрузить работой, например, задействовать для параллельного выполнения еще одного приложения. В этом случае операционная система (ОС) и приложения «видят» именно два логических процессора (ядра) и могут распределять работу между ними, как и в случае полноценной двухпроцессорной системы

Для того, чтобы использовать технологии многопоточности, необходимы эффективные компиляторы, которые разработаны и поставляются вместе с микропроцессорами.


  1. Технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ.

Производительность компьютера

Этот показатель определяется архитектурой процессора, иерархией внутренней и внешней памяти, пропускной способностью системного интерфейса, системой прерывания, набором периферийных устройств в конкретной конфигурации, совершенством ОС и т. д.

Основные единицы оценки производительности:

• абсолютная, определяемая количеством элементарных работ, выполняемых в единицу времени;

• относительная, определяемая для оцениваемой ЭВМ относительно базовой в виде индекса производительности.

Для каждого вида производительности применяются следующие традиционные методы их определения.



Пиковая производительность (быстродействие) определяется средним числом команд типа «регистр-регистр», выполняемых в одну секунду без учета их статистического веса в выбранном классе задач.

Номинальная производительность (быстродействие) определяется средним числом команд, выполняемых подсистемой «процессор-память» с учетом их статистического веса в выбранном классе задач. Она рассчитывается, как правило, по формулам и специальным методикам, предложенным для процессоров определенных архитектур, и измеряется с помощью разработанных для них измерительных программ, реализующих соответствующую эталонную нагрузку.

Для данных типов производительностей используются следующие единицы измерения:

• MIPS (Mega Instruction Per Second) – миллион команд в секунду;

• MFLOPS (Mega Floating Operations Per Second) – миллион операций над числами с плавающей запятой в секунду;

• GFLOPS (Giga Floating Operations Per Second) – миллиард операций над числами с плавающей запятой в секунду и т. д.

Системная производительность измеряется с помощью синтезированных типовых (тестовых) оценочных программ, реализованных на унифицированных языках высокого уровня. Унифицированные тестовые программы используют типичные алгоритмические действия, характерные для реальных применений, и штатные компиляторы ЭВМ. Они рассчитаны на использование базовых технических средств и позволяют измерять производительность для расширенных конфигураций технических средств. Результаты оценки системной производительности ЭВМ конкретной архитектуры приводятся относительно базового образца, в качестве которого используются ЭВМ, являющиеся промышленными стандартами систем ЭВМ различной архитектуры. Результаты оформляются в виде сравнительных таблиц, двумерных графиков и трехмерных изображений.

Эксплуатационная производительность оценивается на основании использования данных о реальной рабочей нагрузке и функционировании ЭВМ при выполнении типовых производственных нагрузок в основных областях применения. Расчеты делаются главным образом на уровне типовых пакетов прикладных программ текстообработки, систем управления базами данных, пакетов автоматизации проектирования, графических пакетов и т. д.


  1. Энергоэффективность процессора.

Энергоэффективностью процессора отношение производительности к энергопотреблению. Разработчики процессоров предложили оценивать производительность (Р) как произведение тактовой (рабочей) частоты процессора (f) на величину k, определяющую количество инструкций, исполняемых процессором за один такт:

P = f · k

Получается, что увеличить производительность можно, поднимая частоту и/или увеличивая количество инструкций, выполняемых за один такт. Первый подход ведет к увеличению энергопотребления, а второй требует использования определенной микроархитектуры процессора (многоядерной), в которой заложены различные технологии, направленные на повышение количества инструкций, выполняемых процессором за один такт.

Что касается энергопотребления (W):

W = fU2Cd

f- тактовая частота, U- напряжение, Cd- динамическая ёмкость (зависит от количества транзисторов в кристалле и их активности во время работы процессора)

Из приведенных формул вытекает следующее соотношение, определяющее энергоэффективность процессора:

P/W = k / (U2 · Cd)

Для получения наилучшего показателя разработчикам необходимо работать над оптимизацией микроархитектуры с целью улучшения функциональности исполнительных блоков, при этом не допуская чрезмерного увеличения динамической емкости. Что касается тактовой частоты, то, как показывают приведенные выкладки, на рассматриваемое соотношение она вообще не влияет. Напряжение питания ядра зависит от технологических особенностей изготовления процессора.

Любой кристалл процессора состоит из огромного количества транзисторов, исчисляемого миллионами, необходимого для достижения высокой производительности процессора. Уменьшение размеров транзистора ведет к уменьшению напряжения питания, что в свою очередь снижает энергопотребление, к увеличению скорости работы и плотности размещения транзисторов на кристалле. Развитие микроэлектроники идет по направлению уменьшения размеров транзисторов и одновременного увеличения плотности их размещения на кристалле. Для оценки этих параметров была введена специальная характеристика «Норма технологического процесса производства полупроводниковых кристаллов», измеряемая в нанометрах (нм). Спроектированный в Intel по 45-нм нормам транзистор примерно на 20 % опережает своего 65-нм собрата по скоростным характеристикам и оказывается примерно на 30 % экономичнее с точки зрения затрат энергии на переключение. Современные ЭВМ около30 нм.

Часто вместо характеристики «энергопотребление» используют характеристику «рассеиваемая тепловая мощность» процессора. Для этого используется специальный термин TDP – это величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора.

Как правило, TDP показывает не максимальное теоретическое тепловыделение процессора, а типичное тепловыделение в реальных приложениях. Иногда, при длительных нагрузках на процессор (например, при кодировании видео) температура процессора может превысить заданный TDP. В этих случаях современные процессоры или дают сигнал выключения компьютера или переходят в так называемый режим троттлинга (trottling), когда процессор пропускает часть циклов.


  1. Классификация ЭВМ по назначению и функциональным возможностям.

Классификация ЭВМ по назначению

По назначению ЭВМ можно разделить на три группы: универсальные (общего назначения), проблемно-ориентированные и специализированные.

Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных видов задач: научных, инженерно-технических, экономических, информационных, управленческих и др. В качестве универсальных ЭВМ используются различные типы компьютеров, начиная от супер-ЭВМ и кончая персональными ЭВМ. Причем одни универсальные ЭВМ могут работать в многопользовательском режиме (в вычислительных центрах коллективного пользования, в локальных компьютерных сетях и т. д.), другие – в однопользовательском режиме.

Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами, автоматизированным проектированием, разведкой и добычей нефти, банковским делом, издательской деятельностью и т. д.

Специализированные ЭВМ используются для решения еще более узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, во многих случаях существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.

Классификация ЭВМ по функциональным возможностям

По функциональным возможностям и размерам ЭВМ можно разделить на супер-ЭВМ, большие и микро-ЭВМ.

Функциональные возможности ЭВМ обуславливаются основными технико-эксплуатационными характеристиками.

Большие ЭВМ за рубежом часто называют мэйнфреймами. Мэйнфрейм – это высокопроизводительная вычислительная система с большим объемом оперативной и внешней памяти, поддерживающая многопользовательский и многозадачный режимы работы.

Супер-ЭВМ – мощные, высокоскоростные вычислительные машины с производительностью от десятков триллионов (GFLOPS) до нескольких квадриллионов (PFLOPS) операций с плавающей запятой в секунду. Супер-ЭВМ выгодно отличаются от больших универсальных ЭВМ по быстродействию числовой обработки, а от специализированных машин, обладающих высоким быстродействием в сугубо ограниченных областях, возможностью решения широкого класса задач с числовыми расчетами.

Микро-ЭВМ по назначению можно разделить на серверы, рабочие станции, персональные компьютеры, встраиваемые и промышленные микро-ЭВМ.


  1. Функциональные возможности, пути развития, современные разработки супер ЭВМ и мэйнфреймов.

Особенности и характеристики современных мэйнфреймов

1. Высокая надежность (среднее время наработки на отказ оценивается в 12–15 лет) – результат почти 60-летнего совершенствования мэйнфреймов.

2. Повышенная устойчивость систем. Мэйнфреймы могут обнаруживать, исправлять и изолировать большинство аппаратных и программных ошибок.

3. Целостность данных. В мэйнфреймах используется память с исправлением ошибок.

4. Рабочая нагрузка мэйнфреймов может составлять 80–95 % от их пиковой производительности.

5. Высокая пропускная способность подсистемы ввода-вывода (канальная архитектура).

6. Масштабирование может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Вертикальное масштабирование обеспечивается наращиванием до 12 центральных процессоров в одном компьютере. Горизонтальное – реализуется объединением компьютеров в многомашинный (до 32 машин) кластер, выглядящий с точки зрения пользователя единым компьютером.

7. Доступ к данным. При централизованной обработке информации данные хранятся на одном компьютере, прикладные программы не нуждаются в сборе исходной информации из множества источников, как при распределенной обработке, не требуется дополнительное дисковое пространство для их временного хранения, не возникают сомнения в их актуальности. Все это ведет к повышению стоимости и эффективности обработки.

8. Защита. Встроенные аппаратные и программные средства защиты, такие как криптографические устройства, программные продукты защиты операционных систем, обеспечивают совершенную защиту информации.

9. Непрекращающаяся совместимость – до сих пор в мэйнфреймах используются приложения, написанные в 70-е годы. Историю мэйнфреймов принято отсчитывать с появления в 1964 году универсальной компьютерной системы IBM System/360. За последние десятилетия мэйнфреймам неоднократно предрекали скорую кончину, однако время доказало, что сбить с ног этих «старожилов» не так-то просто.



Супер-ЭВМ выгодно отличаются от больших универсальных ЭВМ по быстродействию числовой обработки, а от специализированных машин, обладающих высоким быстродействием в сугубо ограниченных областях, возможностью решения широкого класса задач с числовыми расчетами.

В настоящее время развитие суперкомпьютеров идет по следующим направлениям: векторно-конвейерные компьютеры, параллельные компьютеры с общей памятью, массивно-параллельные системы с распределенной памятью, кластерные системы.

В 2009 г. был преодолен порог производительности суперкомпьютеров в 1 PFLOPS (1015 FLOPS). На сегодняшний день в мире насчитывается уже достаточно большое количество суперкомпьютеров, начиная от простых (офисных и персональных) и кончая мощными массивно-параллельными и кластерными системами.

Два раза в год формируется официальный список пятисот самых мощных суперкомпьютеров мира – Top500.



  1. Назначение, классификация, структурная организация серверов.

Серверы

Назначение: хранение файлов и обеспечение доступа к ним пользователей (клиентов), маршрутизация потоков данных, управление печатью сетевого принтера, обработка писем электронной 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 на файл-серверы, серверы приложений (чаще всего используются 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. Классификация серверов по функциональному назначению

По функциональным возможностям (мощности) серверы разделяют на серверы начального, среднего и корпоративного уровней. На каждом уровне используются свои способы организации серверов. Для небольшой сети функции сервера могут быть возложены на мощный настольный персональный компьютер. Для среднего уровня (50–200 клиентов и малых серверов) могут быть использованы мощные рабочие станции, а для корпоративного (200 и более) – мэйнфреймы. Кроме того, для каждого уровня иерархии разрабатываются и применяются компьютеры со специальной серверной организацией.

В серверах начального уровня используются до 8 ядер, среднего уровня – до 16 ядер, корпоративного уровня – до 128 ядер.

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

Основными требованиями при проектировании серверов являются:

• большая мощность для обеспечения нормальной работы всех запускаемых приложений;

• масштабируемость, необходимая при увеличении компьютерной сети предприятия или круга задач, решаемых сервером;

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

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

По конструктивному исполнению серверы могут быть башенными, стоечными и блейд-серверами («лезвиями»).


  1. Классификация, структурная организация персональных компьютеров.

Персональные компьютеры (ПК) – это однопользовательские микро-ЭВМ, удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности применения.

Для удовлетворения этим требованиям персональный компьютер должен иметь следующие характеристики:

• невысокую стоимость, находящуюся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

• простоту использования;

• возможность индивидуального взаимодействия пользователя с компьютером без посредников и ограничений;

• высокие возможности по переработке, хранению и выдаче информации;

• гибкость архитектуры, обеспечивающую ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

• высокую надежность, простоту ремонта и эксплуатации;

• «дружественность» операционной системы;

• наличие программного обеспечения, охватывающего практически все сферы человеческой деятельности.

По функциональным возможностям и цене персональные компьютеры разделяются на бюджетные, среднего класса, бизнес ПК.

По назначению ПК можно классифицировать на: бытовые, общего назначения, профессиональные и игровые.

Бытовые ПК предназначены для массового потребителя, поэтому они должны быть достаточно дешевыми, надежными и иметь, как правило, простейшую базовую конфигурацию. Бытовые ПК используются для обучения, развлечений (видеоигры), управления бытовой техникой и т. д. Бытовой ПК способствовал взрывообразному росту интереса к Интернету, позволив тем самым развить наше представление о мире и сделать его более системным и детальным.

Персональные компьютеры общего назначения применяются для решения различных задач научно-технического и экономического характера, а так же для обучения. Они размещаются на рабочих местах пользователей: на предприятиях, в учреждениях, магазинах, на складах, в вузах, офисах и т. д. Машины этого класса обладают достаточно большой емкостью оперативной памяти. Интерфейсы позволяют подключать большое количество периферийных устройств и средства для работы в составе вычислительных сетей. Минимизированы требования к средствам воспроизведения графики, а к средствам для работы со звуковыми данными требования вообще не предъявляются.

ПК общего назначения используются прежде всего потребителями-непрофессионалами. Поэтому они снабжаются развитым программным обеспечением. Этот класс ПК получил наибольшее распространение на мировом рынке.

Профессиональные ПК используются в научной сфере, для решения сложных информационных и производственных задач, где требуется высокое быстродействие, эффективная передача больших массивов информации, достаточно большая емкость оперативной памяти. Потребителями ПК этого класса, как правило, являются профессионалы-программисты, поэтому программное обеспечение должно быть достаточно богатым, гибким, включать различные программные инструментальные средства. По своим функциональным возможностям профессиональные ПК не только приближаются, но и вполне могут конкурировать с рабочими станциями начального уровня.

Игровые ПК предназначены для компьютерных игр. Основными отличиями игрового ПК являются: производительный процессор, мощная видеокарта, повышенные требования к средствам воспроизведения звука, что обеспечивает достаточно комфортные условия для игры в современные ресурсоемкие компьютерные игры. Благодаря игровым ПК игры стали настоящим искусством.

По способу использования ПК можно разделить на два основных класса: стационарные (настольные) и переносные (мобильные) ПК (см. рис. 1.9).

В классе настольных ПК (desktop) можно выделить компактные и экологичные десктопы и неттопы (nettop). В последнее время в корпоративном мире принято считать, что, чем меньше размер компьютера, тем лучше.

Рис. Классификация персональных компьютеров по способу использования

Неттопы – это ориентированные на работу в Интернете настольные ПК на базе процессоров Intel Atom, представляют собой простые в использовании и компактные устройства, имеющие оптимальную производительность для использования всех технологий Интернета. Они отличаются надежностью и гибкими возможностями беспроводной связи. Эти устройства предназначены для обучения, просмотра видео и фотографий, общения в социальных сетях, Интернет-телефонии, работы с электронной почтой, обмена сообщениями, просмотра сайтов и решения других задач.

Тонкий клиент (thin client) в компьютерных технологиях – это бездисковый компьютер-клиент в сетях с клиент-серверной или терминальной архитектурой, который переносит все или большую часть задач по обработки информации на сервер. Тонкий клиент в большинстве случаев обладает минимальной аппаратной конфигурацией.

Требования к переносным компьютерам сильно отличаются от требований к настольным ПК. Мобильные ПК должны иметь:

• миниатюрные внутренние компоненты и периферийные устройства;

• автономное электропитание;

• низкое энергопотребление;

• малые габариты и вес.

Переносные ПК по своим конструктивным особенностям можно разделить на: ПК-блокноты (ноутбуки), планшетные ПК, ультра-моби-льные ПК и карманные устройства. Существует термин лэптоп (laptop – наколенный), который применяется как к ноутбукам, так и к планшетным ПК. К ноутбукам обычно относят лэптопы, выполненные в раскладном форм-факторе.

ПК-блокноты (ноутбуки)

Карманные устройства с диагональю экрана менее 7'

Ультра-мобильные ПК (Ultra-Mobile PC, UMPC) – нечто среднее между планшетными и карманными ПК (с диагональю экрана не более 7')


  1. Функциональные возможности, назначение, платформы рабочих станций.

Рабочая станция (Work station), по определению экспертов IDC (International Data Corporation), это однопользовательская система с мощным одним или несколькими процессорами и многозадачной ОС, имеющая развитую графику с высоким разрешением, большую дисковую и оперативную память и встроенные сетевые средства.

Изначально рабочие станции (WS) ориентируются на профессиональных пользователей. Этот вид ЭВМ появился на компьютерном рынке почти одновременно с персональными компьютерами (ПК) и в целом опережает их по своим вычислительным возможностям. В отличие от ПК, ориентированных на самый широкий круг пользователей, рабочие станции предназначены для корпоративного сектора рынка. Ориентация на корпоративное использование и на профессионального пользователя позволяет во многих случаях применять более совершенные и дорогостоящие аппаратные средства.

Рабочие станции, используя те же процессоры и практически не отличаясь от ПК по внешнему виду, обладают рядом специфических характеристик, не свойственных ПК, таких, как поддержка профессиональной двух- и трехмерной графики и многодисковых конфигураций, большой объем и быстродействие жесткого диска, использование двух процессоров (в старших моделях), применение памяти с коррекцией ошибок. Благодаря этому у них выше производительность, надежность и больше графических возможностей, чем у ПК.

Современная рабочая станция – это не просто большая вычислительная мощность. Это тщательно сбалансированные возможности всех подсистем машины, чтобы ни одна из них не стала «бутылочным горлышком», сводя на нет преимущества других. Кроме того, каждая WS, как правило, предназначена для решения определенного класса задач, поэтому в ней используется наиболее эффективное для этого класса аппаратное и программное оснащение.

Традиционными областями применений рабочих станций является работа с компьютерной графикой (трехмерная анимация, создание трехмерных моделей, визуализация различных процессов), автоматизированное проектирование, издательская деятельность. Также WS применяются для осуществления сложных расчетов в самых различных областях науки, при моделировании различных процессов. В этом качестве WS вытеснили с рынка дорогостоящие мини-ЭВМ, которые как класс компьютеров прекратили свое существование.

Одной из последних тенденций является удешевление рабочих станций начального уровня при довольно высоком уровне производительности, что позволяет говорить о появлении рынка компьютеров промежуточного уровня между ПК и рабочими станциями, являющихся компромиссом между ценой и производительностью.



Еще одной тенденцией, которую стоит отметить, является появление мобильных рабочих станций.

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал