Классификация компьютеров и их систем

По условиям эксплуатации компьютеры делятся на два типа:

• офисные (универсальные);
• специальные.

Офисные предназначены для решения широкого класса задач при нормальных условиях эксплуатации.

Cпециальные компьютеры служат для решения более узкого класса задач или даже одной задачи, требующей многократного решения, и функционируют в особых условиях эксплуатации.

Машинные ресурсы специальных  компьютеров часто ограничены. Однако их узкая ориентация позволяет реализовать  заданный класс задач наиболее эффективно.

Специальные компьютеры управляют  технологическими установками, работают в операционных или машинах скорой помощи, на ракетах, самолётах и вертолётах, вблизи высоковольтных линий передач  или в зоне действия радаров, радиопередатчиков, в неотапливаемых помещениях, под водой на глубине, в условиях пыли, грязи, вибраций, взрывоопасных газов и т.п. Существует много моделей таких компьютеров.

Важное направление в  создании промышленных компьютеров  — разработка "операторского интерфейса" — пультов управления, дисплеев, клавиатур и указательных устройств во всевозможных исполнения. От этих изделий напрямую зависит комфортность и результативность труда операторов. [6 c.110]

4. Классификация  по производительности

По производительности и  характеру использования компьютеры можно условно подразделить на:

• микрокомпьютеры, в том числе — персональные компьютеры;
• миникомпьютеры;
• мэйнфреймы (универсальные компьютеры);
• суперкомпьютеры.

Микрокомпьютеры — это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора.

Продвинутые модели микрокомпьютеров имеют несколько микропроцессоров.

Производительность компьютера определяется не только характеристиками применяемого микропроцессора, но и  ёмкостью оперативной памяти, типами периферийных устройств, качеством  конструктивных решений и др.

Микрокомпьютеры представляют собой инструменты для решения  разнообразных сложных задач. Их микропроцессоры с каждым годом  увеличивают мощность, а периферийные устройства — эффективность. Быстродействие — порядка 1 - 10 миллионов операций в сек.

Разновидность микрокомпьютера  — микроконтроллер. Это основанное на микропроцессоре специализированное устройство, встраиваемое в систему управления или технологическую линию.

Персональные компьютеры (ПК) — это микрокомпьютеры универсального назначения, рассчитанные на одного пользователя и управляемые одним человеком.

В класс персональных компьютеров  входят различные машины — от дешёвых домашних и игровых с небольшой оперативной памятью, с памятью программы на кассетной ленте и обычным телевизором в качестве дисплея, до сверхсложных машин с мощным процессором, винчестерским накопителем ёмкостью в десятки Гигабайт, с цветными графическими устройствами высокого разрешения, средствами мультимедиа и другими дополнительными устройствами.

Пеpсональный компьютеp должен удовлетворять следующим требованиям:

• стоимость от нескольких сотен до 5-10 тысяч доллаpов;
• наличие внешних ЗУ на магнитных дисках;
• объём оперативной памяти не менее 4 Мбайт;
• наличие операционной системы;
• способность работать с программами на языках высокого уровня;
• ориентация на пользователя-непрофессионала (в простых моделях).

Миникомпьютерами и суперминикомпьютерами называются машины, конструктивно выполненные в одной стойке, т.е. занимающие объём порядка половины кубометра. Сейчас компьютеры этого класса вымирают, уступая место микрокомпьютерам.

Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200 - 300 рабочих мест.

Централизованная обработка  данных на мэйнфрейме обходится примерно в 5 – 6 раз дешевле, чем распределённая обработка при клиент-серверном подходе.

Известный мэйнфрейм S/390 фирмы IBM обычно оснащается не менее чем тремя процессорами. Максимальный объём оперативного хранения достигает 342 Терабайт.

Производительность его  процессоров, пропускная способность  каналов, объём оперативного хранения позволяют наращивать число рабочих  мест в диапазоне от 20 до 200000 с  помощью простого добавления процессорных плат, модулей оперативной памяти и дисковых накопителей.

Десятки мэйнфреймов могут работать совместно под управлением одной операционной системы над выполнением единой задачи.

Суперкомпьютеры — это очень мощные компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп — миллион операций с плавающей точкой в секунду). Они называются сверхбыстродействующими. Эти машины представляют собой многопроцессорные и (или) многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Различают суперкомпьютеры среднего класса, класса выше среднего и переднего края (high end).

Архитектура суперкомпьютеров основана на идеях параллелизма и конвейеризации вычислений.

В этих машинах параллельно, то есть одновременно, выполняется  множество похожих операций (это  называется мультипроцессорной обработкой). Таким образом, сверхвысокое быстродействие обеспечивается не для всех задач, а только для задач, поддающихся распараллеливанию.

Что такое конвейеpная обработка? Приведем сравнение — на каждом рабочем месте конвейера выполняется один шаг производственного процесса, а на всех рабочих местах в одно и то же время обрабатываются различные изделия на всевозможных стадиях. По такому принципу устроено арифметико-логическое устройство суперкомпьютера.

Отличительной особенностью суперкомпьютеров являются векторные процессоры, оснащенные аппаратурой для параллельного выполнения операций с многомерными цифровыми объектами — векторами и матрицами. В них встроены векторные регистры и параллельный конвейерный механизм обработки. Если на обычном процессоре программист выполняет операции над каждым компонентом вектора по очереди, то на векторном — выдаёт сразу векторые команды.

Векторная аппаратура очень  дорога, в частности, потому, что  требуется много сверхбыстродействующей памяти под векторные регистры.

Наиболее распространённые суперкомпьютеры — массово-параллельные компьютерные системы. Они имеют десятки тысяч процессоров, взаимодействующих через сложную, иерархически организованую систему памяти.

В качестве примера рассмотрим характеристики многоцелевого массовопараллельного суперкомпьютера среднего класса Intel Pentium Pro 200. Этот компьютер содержит 9200 процессоров Pentium Pro на 200 Мгц, в сумме (теоретически) обеспечивающих производительность 1,34 Терафлоп (1 Терафлоп равен 1012 операций с плавающей точкой в секунду), имеет 537 Гбайт памяти и диски ёмкостью 2,25 Терабайт.

Система весит 44 тонны (кондиционеры для неё — целых 300 тонн) и потребляет мощность 850 кВт.

Супер-компьютеры используются для решения сложных и больших научных задач (метеорология, гидродинамика и т. п.), в управлении, разведке, в качестве централизованных хранилищ информации и т.д.

Элементная база — микросхемы сверхвысокой степени интеграции.

Портативные компьютеры обычно нужны руководителям предприятий, менеджерам, учёным, журналистам, которым  приходится работать вне офиса —  дома, на презентациях или во время  командировок.

Основные разновидности  портативных компьютеров:

Laptop (наколенник, от lap — колено и top — поверх). По размерам близок к обычному портфелю. По основным характеристикам (быстродействие, память) примерно соответствует настольным ПК. Сейчас компьютеры этого типа уступают место ещё меньшим.

Notebook (блокнот, записная книжка). По размерам он ближе к книге крупного формата. Имеет вес около 3 кг. Помещается в портфель-дипломат. Для связи с офисом его обычно комплектуют модемом. Ноутбуки зачастую снабжают приводами CD-ROM.

Многие современные ноутбуки включают взаимозаменяемые блоки со стандартными разъёмами. Такие модули предназначены для очень разных функций. В одно и то же гнездо можно по мере надобности вставлять привод компакт-дисков, накопитель на магнитных дисках, запасную батарею или съёмный винчестер. Ноутбук устойчив к сбоям в энергопитании. Даже если он получает энергию от обычной электросети, в случае какого-либо сбоя он мгновенно переходит на питание от аккумуляторов.

Palmtop (наладонник) — самые маленькие современные персональные компьютеры. Умещаются на ладони. Магнитные диски в них заменяет энергонезависимая электронная память. Нет и накопителей на дисках — обмен информацией с обычными компьютерами идет линиям связи. Если Palmtop дополнить набором деловых программ, записанных в его постоянную память, получится персональный цифровой помощник (Personal Digital Assistant).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Подводя итоги вышесказанного, можно уверенно заявить, что компьютер представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.

Существуют различные  классификаций компьютеров, которые  мы можем разделить на 6 группы

Были  рассмотрены этапы развития компьютера, классификация по архитектуре и  по производительности.

 

Практическая часть

Вариант 5

 

1. Общая характеристика задачи

Агентство по грузоперевозкам «Летучий голландец» предоставляет услуги по перевозке  грузов по различным маршрутам. Данные о маршрутах, выполненных в течение  недели, по каждому водителю приведены  на рис. 1. Справочные данные о технических характеристиках автомобилей и протяженности маршрутов приведены на рис. 2.

1. Построить  таблицы по приведенным ниже  данным.

2. Выполнить  расчет количества израсходованного  топлива каждым водителем и  веса перевезенного груза, данные  расчета занести в таблицу  (рис. 1).

3. Организовать  межтабличные связи для автоматического  формирования ведомости расхода  топлива за неделю.

4. Сформировать  и заполнить ведомость расхода  горючего каждым водителем за  неделю (рис. 3) .

5. Результаты расчета количества  израсходованного топлива за  неделю представить в графическом  виде.

Сведения  о выполненных маршрутах.

№ п/п	ФИО водителя	Марка автомобиля	№ рейса	Выполнено рейсов, шт.	Протяженность рейса, км	Расход топлива на 100 км, л	Израсходовано топлива, л	Грузоподъемность, тонн	Вес перевезенного груза, тонн
1	Соловьев  В.В.	КАМАЗ	А112	4
2	Михайлов  С.С.	ЗИЛ	С431	3
3	Кузнецов  Я.Я.	МАЗ	А112	5
4	Иванов  К.К	МАЗ	М023	7
5	Сидоров А.А.	ЗИЛ	В447	2
6	Волков  Д.Д.	КАМАЗ	С431	8
7	Быков Л.Л.	КАМАЗ	В447	4
	ИТОГО	х	х	х
	В СРЕДНЕМ	х	х	х

 

Рис. 1. Данные о выполненных маршрутах

              Технические характеристики                                                     Протяженность

                          автомобилей                                                                           рейсов

№ п/п	Марка автомобиля	Расход топлива на 100 км, л		Грузоподъемность, тонн					№ п/п	№ рейса	Протяжен-ность ейса, км
1	ЗИЛ	42		7					1	А112	420
2	КАМАЗ	45		16					2	В447	310
3	МАЗ	53		12					3	М023	225
			4		С431	250