1.1.3. Типы компьютеров

 

Суперкомпьютеры. На рубеже 60-70 годов были созданы специализированные суперкомпьютеры (ведущая компания – Cray Research, модель Cray Y-MP – в настоящее время в Росгидромете для прогнозов погоды). По инициативе Министерства обороны США в 70-х годах было создано несколько суперкомпьютерных центров и параллельно – сеть ЭВМ, дающая ведущим американским университетам доступ к суперкомпьютерам этих центров. Скорость распространения любого сигнала не превышает скорости света в вакууме – 300 тыс. км/с. Если Пк выполняет 300 млн. операций/с, то за время выполнения одной операции сигнал успевает пройти не более одного метра. Отсюда следует, что расстояние между частями суперкомпьютера, выполняющими одну операцию, не может превосходить нескольких десятков см. Суперкомпьютеры компании Cray очень компактны и выглядят как “бублик” диаметром не более 2-х метров. Этот “бублик” занимается только вычислениями. У него нет ни привычных дисплеев, ни принтеров. Для общения с человеком и доставки данных для вычислений к суперкомпьютеру подключены несколько достаточно производительных обычных ПК (так называемых мини-ЭВМ) с УВв/В. Суперкомпьютер способен выполнять несколько операций параллельно, так как фактически состоит из большого количества однотипных процессоров, работающих относительно независимо друг от друга, параллельно. Суперкомпьютеры все еще необходимы многим группам пользователей, однако потребность в них в ближайшем будущем станет сокращаться: все меньше компаний готовы тратиться на покупку дорогих суперкомпьютеров (десятки млн.долларов). Гораздо более дешевые ПК по производительности превзошли 1-е модели суперкомпьютеров, а производительность мощных настольных рабочих станций стала соизмерима с производительностью суперкомпьютеров более поздних выпусков.

Специализированные компьютеры-серверы. Компьютер, работающий в локальной или глобальной сети, может специализироваться на оказании информационных услуг другим компьютерам, на обслуживании других компьютеров. Такой компьютер называется сервером. Теоретически любой достаточно мощный ПК может исполнять роль сервера. Практически же в качестве серверов используют специализированные компьютеры повышенной мощности и надежности: серверы и суперсерверы. Основная задача, решаемая серверами, организация хранения, доступа и обмена данными между компьютерами, людьми и др. источниками и поставщиками информации. В классе серверов выделяется подкласс суперсерверов, необходимых в тех случаях, когда, с одной стороны, желательна централизация данных, а с другой стороны, к этим данным необходимо обеспечить доступ очень большому количеству потребителей. Этот класс ВТ возник недавно, когда стало актуальным создание мощных информационных систем, обепечивающих многочисленным пользователям доступ к большим базам данных (БД). Работа суперсервера не должна прерываться ни на секунду. Поэтому от суперсерверов требуются не только высокая производительность и надежность, но и возможность профилактики и ремонта «на ходу», возможность обновления и добавления аппаратных и программных компонентов без приостановки работы сервера. Суперсерверы конструируются на базе специальных процессоров, плат и других специализированных компонентов и, как правило, используют специализированное ПО, хотя могут быть оформлены как настольные (напольные) компьютеры: - процессор PENTIUM-II или два PENTIUM-PRO, работающие в параллель, тактовая частота 300 Мгц или выше; оперативная память – до 256 Мб; шина сервера – комбинация 2-х наиболее удачных современных шин; винчестеры – от 5 Гб до нескольких десятков Гб; блок питания – блоки бесперебойного питания (UPS); корпус – big tower; ОС – UNIX-подобные и Windows NT.

Встроенные компьютеры-невидимки. Кроме привычных компьютеров с клавиатурами, мониторами, дисководами, сегодняшний мир вещей наполнен компьютерами-неведимками. Электронные часы – это, в сущности, миниатюрный специализированный компьютер. Встроен компьютер и в современный автомобиль, телефон, магнитофон, видеокамеру. Да и многие компоненты современного ПК содержат внутри себя миниатюрный компьютер со своим процессором и памятью. Количество таких компьютеров-невидимок в современном мире измеряется уже не млн., а млрд.

Промышленные компьютеры. Массовое производство дешевых компьютеров преобразило современную индустрию. Сегодня десятками млн. выпускаются так называемые промышленные компьютеры, управляющие поездами, кораблями и нефтепроводами, атомными реакторами и доменными печами, технологическими линиями и отдельными станками. К промышленным компьютерам предъявляются особые требования по надежности, стойкости к вибрациям, температурным нагрузкам и т.д. Для них существуют стандарты на разъемы и шины, позволяющих компоновать промкомпьютер из отдельных плат-модулей. Один из популярных стандартов – евромеханика.

Рабочие станции для ученых, инженеров и художников. Примерно на рубеже 80-х и 90-х годов руководители компаний, разрабатывающих ПК, начали делить такие компьютеры на 4 категории:

рабочие станции;

настольные компьютеры, десктопы;

лаптопы, наколенные, переносные компьютеры;

палмтопы, компьютеры «на ладони».

Рабочая станция (РС) – это мощный и дорогой ПК, которые по сравнению с массовыми ПК, обладают повышенной производительностью при выполнении вычислительных и графических задач. В современном мире проектирование и подготовка любого нового продукта ведется на компьютерах. И большая часть этой подготовки – создание эскизов и чертежей, моделирование и подготовка производства – ведется на РС. Крупные производители РС – Digital Equimpment Corparation выпускает Alpha-станции, а Sun Microsystems выпускает Sparc-станции и UltraSparc-станции. В целях стандартизации оборудования и экономии РС могут быть использованы в качестве серверов.

Обыкновенный массовый настольный ПК. Еще несколько лет назад основным видом работы на ПК была работа с текстами. Сегодня ПК стал, кроме этого, средством коммуникации и связан с локальными и глобальными сетями. В последние годы произошло важное событие - производственные характеристики ПК в области работы с текстами достигли насыщения (их дальнейшее улучшение не является необходимым). Этот уровень насыщения пока не достигнут при работе с другими видами информации, и для выхода на насыщение потребуется как минимум еще несколько лет. Но уже достигнутые успехи впечатляющи – новые звуковые платы с цифровой обработкой аудисигналов, качественное преобразование звука; – дешевые мощные платы с разрешением 16 млн. оттенков цветов с высоким качеством изображения; - дешевые сканеры и принтеры цветных изображений высокого разрешения. Во 2-й половине 90-х г.г. ПК стал мультимедийным. ПК сегодня способен хранить десятки тысяч цветных фотографий любительского качества, показывать их на экране без потери качества, печатать и передавать по сетям. ПК способен записывать и воспроизводить аудиозаписи самого высокого качества, передавать их по сетям хранить аудиозаписи объемом сотни и тысячи часов. Еще одно важное событие в мире ПК - резкое удешевление, повышение доступности для населения, превращение компьютера из экзотической покупки в стандартный элемент обихода, в бытовой прибор.

Переносной ПК-блокнот. С каждым годом микросхемы становятся меньшими по размеру, а их производительность растет. Современный достаточно мощный компьютер можно собрать на одной маленькой плате. В конце 80-х годов появились «наколенные ПК» (laptop) - размером с «дипломат», весом 4-6 кг, с примитивным монохромным экраном на жидких кристаллах только с текстовым выводом, работающие от аккумулятора. Лэптопы быстро эволюционировали и превратились в ПК-блокноты (notebook – “большая папка для бумаг”, работающая от аккумулятора несколько часов). Современные ноутбуки позволяют менять аккумулятор «на ходу», за 20-30 сек, не перезагружая ПК. Вес ноутбука редко превышает 1,8 кг. В так называемых субноутбуках используется выносной флоппи-дисковод, существенно уменьшены размеры и вес аккумулятора. На сегодняшний день для ноутбуков наиболее популярны 2 типа экрана: матрица двойного сканирования и активная матрица. Активный экран обеспечивает превосходное качество изображения и отсутствие послесвечения, но сложнее в производстве и дороже. Использовать мышь при работе на ноутбуке не всегда возможно. Используют что-нибудь более компактное: трекбол, трекпойнт, глайдерпойнт. На время выполнения разных работ можно подключать миниатюрные доп/компоненты PCMCIA-карты – спец/стандарты на подключение внешних плат для подключения модемов, внешних винчестеров, внешней памяти, электронной памяти, звуковых карт, сетевых карт и пр. PCMCIA-карты допускают «горячую замену».

Карманный ПК-записная книжка. Понятие карманного ПК пока еще не устоялось. Карманными ПК будем называть записные книжки, компьютеры-ассистенты и т.д с миниатюрной клавиатурой и вообще без нее. В последнем случае текст пишется световым пером на экране и распознается спец/программами. Если клавиатура и есть, она неудобна для ввода больших объемов информации. Зато, как правило, ее можно загружать с другого ПК через последовательный порт. Самые маленькие карманные ПК – записные книжки –имеют записанное на ПЗУ программное обеспечение: телефонную книгу, записную книжку, ЭТ, календарь, ежедневник, калькулятор, часы с будильником и мировым временем и пр. – и работают от батареек, которых хватает на несколько месяцев.

Компьютеры-спутники (add on). Последнее развитие идеи ПК – ПК постоянного ношения или ПК-спутник (можно носить подобно тому, как носят часы, плейер, телефон). ПК-спутник состоит из отдельных блоков, которые находятся в разных местах, питается ПК-спутник от аккумуляторов, которые подзаряжаются, когда хозяин ПК движется и ходит. Вывод информации идет на спец/очки-экран, ввод может производиться голосом.