Конфигурация персонального компьютера

          Условные структуры однопроцессорной (SISD — Single Instruction Single Data) ,и названных многопроцессорных вычислительных систем показаны  в приложении 2. В суперЭВМ используются все три варианта архитектуры МПВС:

1. структура MIMD в классическом ее варианте (например, в суперкомпьютере BSP фирмы Burroughs);
2.   параллельно-конвейерная модификация, иначе, MMISD, т.е. многопроцессорная (Multiple) MISD-архитектура (например, в суперкомпьютере "Эльбрус 3");
3. параллельно-векторная модификация, иначе, MSIMD, т.е. многопроцессорная SIMD-архитектура (например, в суперкомпьютере Cray 2).      

            Наибольшую эффективность, показала MSIMD-архитектура, поэтому в современных суперЭВМ чаще всего используется именно она (суперкомпьютеры фирм Cray, Fujitsu, NEC, Hitachi и др.).

          Первая суперЭВМ была задумана в 1960 г. и создана в 1972 г. (машина ILLIAC IV с производительностью 20 MFLOPS), а начиная с 1974 г. лидерство в разработке суперЭВМ захватила фирма Cray Research, выпустившая ЭВМ Cray 1 производительностью 160 MFLOPS и объемом оперативной памяти. 64 Мбайта, а в 1984 г. — ЭВМ Cray 2, в полной мере реализовавшую архитектуру MSIMD и ознаменовавшую появление нового поколения суперЭВМ. Производительность Cray 2 — 2000 MFLOPS, объем оперативной памяти — 2 Гбайта. Классическое соотношение, ибо критерий сбалансированности ресурсов ЭВМ — каждому MFLOPS производительности процессора должно соответствовать не менее 1 Мбайта оперативной памяти.

         В настоящее время в мире насчитывается несколько тысяч суперЭВМ (в 1991 г. —900 шт.), начиная от простеньких офисных Cray EL до мощных Cray 3, Cray 4, Cray Y-MP C90 фирмы Cray Research, Cyber 205 фирмы Control Data, SX-3 и SX-X.фирмы NEC, VP 2000 фирмы Fujitsu (Япония), VPP 500 фирмы Siemens (ФРГ) и др., производительностью несколько десятков тысяч MFLOPS; среди лучших суперЭВМ можно отметить и отечественные суперкомпьютеры.

        В сфере суперЭВМ Россия, пожалуй, впервые представила собственные оригинальные модели ЭВМ. Все остальные: и ПК, и малые, и универсальные ЭВМ, за редким исключением (например, ЭВМ Рута ПО), на базе отечественной технологии копировали зарубежные разработки (в первую очередь разработки фирм США).

          В СССР, а позднее в России была разработана и реализуется (сейчас, правда, почти заморожена) государственная программа разработки суперкомпьютеров. По этой программе были разработаны и частично выпущены такие суперЭВМ, как повторяющая архитектуру Cray Электроника СС БИС; оригинальные разработки: ЕС 1191, 1195, 1191.01, 1191.10, Эльбрус 1, 2, 3, ЗБ. Разработка ЕС1191 с производительностью 1200 MFLOPS из-за нехватки средств заморожена; офисные варианты ЕС И 95 и ЕС 1191.01 имеют производительность соответственно 50 и 500 MFLOPS; идет разработка ЕС1191.10 с ожидаемой производительностью 2000 MFLOPS.

         Особую интенсивно развивающуюся  группу ЭВМ образуют многопользовательские компьютеры, используемые в вычислительных сетях, — серверы. Серверы обычно относят к микроЭВМ, но по своим характеристикам мощные серверы скорее можно отнести к малым ЭВМ и даже к мэйнфреймам, а суперсерверы приближаются к суперЭВМ.

      Сервер — выделенный для обработки запросов от всех станций вычислительной сети компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам (вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и др.) и распределяющий эти ресурсы. Такой универсальный сервер часто называют сервером приложений.

       Серверы в сети часто специализируются. Специализированные серверы используются для устранения наиболее "узких" мест в работе сети: создание и управление базами данных и архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты, управление многопользовательскими терминалами (принтеры, плоттеры) и др.

       Файл-сервер (File Server) используется для работы с файлами данных, имеет объемные дисковые запоминающие устройства, часто на отказоустойчивых дисковых массивах RAID емкостью до 1 Тбайта.

      Архивационный сервер (сервер резервного копирования, Storage Express System) служит для резервного копирования информации в крупных многосерверных сетях, использует накопители на магнитной ленте (стриммеры) со сменными картриджами емкостью до 5 Гбайт; обычно выполняет ежедневное автоматическое архивирование со сжатием информации от серверов и рабочих станций по сценарию, заданному администратором сети (естественно, с составлением каталога архива).

        Факс-сервер (Net SatisFaxion) — выделенная рабочая станция для организации эффективной многоадресной факсимильной связи с несколькими факсмодемными платами, со специальной защитой информации от несанкционированного доступа в процессе передачи, с системой хранения электронных факсов.                                                

        Почтовый сервер (Mail Server) — то₈же, что и факс-сервер, но для организации электронной почты, с электронными почтовыми ящиками.

        Сервер печати (Print Server, Net Port) предназначен для эффективного использования системных принтеров.

        Сервер телеконференций имеет систему автоматической обработки видеоизображений и др.                           

        Переносные компьютеры — быстроразвивающийся подкласс персональных компьютеров. По прогнозу специалистов, в 1998 г. более 50% пользователей будут использовать именно переносные машины, а к 2000 г. этот процент возрастет до 81.

        Большинство переносных компьютеров имеют автономное питание от аккумуляторов, но могут подключаться и к сети. В качестве видеомониторов у них применяются плоские с видеопроектором жидкокристаллические дисплеи, реже — люминесцентные для презентаций или газоразрядные.

        Жидкокристаллические дисплеи (LCD — Liquid Crystal Display) бывают с активной и пассивной матрицами.                                             

        В пассивной матрице каждый элемент экрана (пиксель — picture element) выбирается на пересечении координатных управляющих прозрачных проводов, а в активной — для каждого элемента экрана есть свой управляющий провод.

• Дисплей с активной матрицей более сложный и дорогой, но обеспечивает лучшее качество: большие динамичность, разрешающую способность, контрастность и яркость изображения.

         Наряду с монохромными в последнее время широко используются и цветные дисплеи. У цветных дисплеев каждый пиксель состоит из 3 - 4 отдельных подпикселей, покрытых тонкими светофильтрами разных цветов. Разрешающая способность большинства жидкокристаллических дисплеев не превосходит 640 х480 пикселей.

        Наращивание аппаратных средств у многих переносных компьютеров выполняется подключением плат специальной конструкции, так называемых PCMCIA-карт (спецификация Personal Computer Memory Card International Association, первоначально ориентированная лишь на платы памяти). Большинство PCMCIA-карт поддерживают технологию Plug and Play, не требующую при установке дополнительной платы выключения ПК или какой-либо его дополнительной настройки.

       Наряду с платами ОЗУ используются более интенсивно платы ПЗУ и Flash-памяти, последние у миниатюрных ПК часто применяются вместо дисковой памяти.

         Клавиатура чаще всего чуть укороченная: 84-86 клавиш (вместо 101 у настольных ПК), но может иметься разъем для подключения и полной клавиатуры; у некоторых моделей клавиатура раскладная. У миниатюрных компьютеров клавиатура бывает так мала, что для нажатия клавиш используется специальная указочка.

        В качестве манипулятора (устройства указания) обычно используется не мышь, а трекбол, трекпойнт или трекпад.

       Трекбол (Track Ball) -— пластмассовый шар диаметром 15-20 мм, вращающийся по любому направлению (напоминающий стационарно укрепленную перевернутую мышь).

        Трекпойнт (Track Point) — специальная гибкая клавиша на клавиатуре типа ластика, прогиб которой в нужном направлении перемещает курсор на экране дисплея.

         Трекпад (Track Pad или Touch Pad) — небольшой планшет, размещенный на блоке клавиатуры и содержащий под тонкой пленкой сеть проводников, воспринимающих при легком нажиме направление перемещения нажимающего объекта, например пальца. Принятый сигнал используется для управления курсором.

          Применяются в переносных компьютерах и сенсорные экраны, в которых прикосновение к их поверхности обусловливает перемещение курсора в место прикосновения или выбор процедуры по меню, выведенному на экран.   

Переносные компьютеры весьма разнообразны: от громоздких и  тяжелых (до 15 кг) портативных рабочих  станций до миниатюрных электронных  записных книжек массой около 100 г.

           Рассмотрим кратко некоторые типы переносных ПК и приведу их характеристики (табл. 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                   Таблица 3

                    Сравнительные характеристики переносных компьютеров

 

Параметр	Nomadic	Lap Top	Note Book	Palm Top	PDA	Organizer
Процессор	Pentium, RISC	Pentium Pro, Pentium	486 SXL
Pentium	Casio, NEC	ARM,   NEC
Масса, кг	До 1,5	5-10	До 1,5	До 0,3	0,25 - 0,5	До 0,2
Габариты, см	40x30x20	35x25x10	25x15x6	15x8x2,5	20x10x3	15x8x2,5
ОЗУ/ПЗУ, Мбайт	До 64	До 64	До 12	2/4	2/4	0,5
НЖМД, Гбайт, не более	2	1	0,5	-	-	-
Flash, Мбайт	-	-	20	20	10	10
CD-ROM (может быть)	Да	Да	Да	Нет	Нет	Нет
Диагональ экрана, см	До 50	До 40	:до 26	До 10	До 25	До 10
Разрешение, пикселей, не более	1024x760	640x480	800x600	640x480	640x480	320x200
Клавиатура (тип)	Стандартная	Стандартная и укороченная	Портативная	Портатив-ная	Портатив- ная и перо	Портативная
Манипулятор (тип)	Мышь, трекбол	Трекбол, трекпойнт, трекпад	Трекбол, трекпойнт, трекпад	Трекпойнт, трекпад	Трекпойнт, трекпад	Трекпойнт, трекпад

     

        Портативные рабочие станции — наиболее мощные и крупные переносные ПК. Они оформляются часто в виде чемодана и носят жаргонное название Nomadic — кочевник. Их характеристики аналогичны характеристикам стационарных ПК — рабочих станций: мощные микропроцессоры, часто типа RISC, с тактовой частотой до 300 МГц, оперативная память емкостью до 64 Мбайт, гигабайтные дисковые накопители, быстродействующие интерфейсы и мощные видеоадаптеры с видеопамятью до 4 Мбайт.

        По существу, это обычные рабочие станции, питающиеся от сети, но конструктивно оформленные в корпусе, удобном для переноса, и имеющие, как и все переносные ПК, плоский жидкокристаллический видеомонитор класса не выше VGA. Nomadic обычно имеют модемы и могут оперативно подключаться к каналам связи для работы в вычислительной сети.

        Этот тип переносных компьютеров может эффективно использоваться для выездных презентаций, особенно при наличии средств мультимедиа, но может с успехом применяться и в стационарном варианте, позволяя экономить место на рабочем столе.

         Портативные (наколенные) компьютеры типа "Lap Top" оформляются в виде небольших чемоданчиков размером с "дипломат", их масса обычно в пределах 5-10 кг. Аппаратное и программное обеспечение позволяет им успешно конкурировать с лучшими стационарными ПК. В современных Lap Top часто используются микропроцессоры Pentium, Pentium Pro с большой тактовой частотой (до 200 МГц); оперативная память до 64 Мбайт; накопитель на жестком диске емкостью до 1200 Мбайт, часто съемный; возможно использование CD-ROM и другого мультимедийного обеспечения.⁶

        Компьютеры-блокноты (Note Book и Sub Note Book, их называют также и Omni Book — "вездесущие") выполняют все функции настольных ПК. Конструктивно они оформлены в виде миниатюрного чемоданчика (иногда со съемной крышкой) размером с небольшую книгу. По своим характеристикам во многом совпадают с Lap Top, отличаясь от них лишь размерами и несколько меньшими объемами оперативной и дисковой памяти (дисковод "флоппи" и винчестер часто внешние). Вместо винчестера некоторые модели, особенно среди Sub Note Book (уменьшенный вариант Note Book), имеют энергонезависимую Flash-память емкостью 10-20 Мбайт.

          Многие модели компьютеров-блокнотов имеют модемы для подключения к каналу связи и соответственно к вычислительной сети. Некоторые .из них для дистанционного беспроводного обмена информацией с другими компьютерами оборудованы радиомодемами и оптоэлектронными инфракрасными портами. Последние обеспечивают межкомпьютерную связь на расстоянии нескольких десятков метров и в пределах прямой видимости. Возможность связи индицируется появлением на экране компьютера специальной пиктограммы. Имеют жидкокристаллические монохромные и цветные дисплеи небольшого размера. Клавиатура всегда укороченная, манипуляторы типа Track Point и Track Pad. Наращивание ресурсов выполняется картами PCMCIA.