Какой технический параметр определяет скорость обработки информации в компьютере
3. Изучить какие основные технические параметры компьютеров используются при их классификации.
- продолжить формирование познавательного интереса к предмету информатика;
- воспитывать личностные качества:
2. Постановка цели и формулировка задач урока (2 мин.).
4. Закрепление изученного материала (12 мин.).
Сегодня на уроке мы с вами узнаем, что лежит в основе классификации компьютеров, какие классы компьютеров существуют и какие основные технические параметры компьютеров используются при их классификации.
Любая классификация позволяет выявить общие для всех подходов признаки и определить тенденции развития. Можно спорить о преимуществах одной классификации перед другой, но общие характерные черты будут одинаковы. Динамика изменения технических параметров компьютеров столь велика, что спустя некоторое время, возможно, приводимую в различных учебниках классификацию придется корректировать.
Как и при любой классификации, прежде всего должен быть выбран некоторый признак (параметр), по которому производится соответствующая группировка. Компьютеры могут быть классифицированы по разным признакам, например по габаритам, по областям применения, по быстродействию, по выполняемым функциям, по этапам их создания и еще по многим другим параметрам. (слайд 3)
В этой теме мы рассмотрим классификацию по обобщенному признаку, где в разной степени учтены несколько характерных особенностей: (слайд 4)
v Назначение и роль компьютеров при обработке информации;
Анализируя тенденции развития компьютерной техники, мы предлагаем классификацию современных компьютеров, которая представлена в виде схемы:
Что понимается под характеристиками, которые выбраны для классификации? Рассмотрим их.
Представим себе наше общество, в котором всюду, где необходимо получать, хранить, обрабатывать и представлять информацию в требуем человеку виде, используются компьютеры. В этом случае некоторые компьютеры должны обладать значительными возможностями по всем техническим параметрам и быть ориентированы на одновременное обслуживание нескольких пользователей. Такие компьютеры, как правило, очень дороги, занимают гораздо большую площадь, нежели привычные нам модели, отличаются повышенной надежностью. При работе на них требуются знания системного программиста. Подобные компьютеры составляют класс больших компьютеров. (слайд 6)
Для оказания помощи человеку в повседневной раьботе с текущей информацией нужны другие компьютеры. В них не столь сущесьтвенны требования по техническим параметрам и ресурсным возможностям, но более важно, как в них организовано взамодействие с человеком, как подобный компьютер помогает врспринимать и осмысливать разного рода информацию, как он облегчает жизнь человека в быту и на производстве. По сравнению с большими компьютерами они более компактны, значительно дешевле, удобнее в использовании, их программное обеспечение в большей степени ориентировано на пользователя. Хотя они иногда и менее надежны, зато не требуют специальных знаний компьютерной техники. Подобные компьютеры составляют класс малых компьютеров. (слайд 7)
Оценка быстродействия всегда приблизительна, особенно если учесть тот факт, что теперь широко используются микропроцессорные компьютеры. Поэтому в последнее время скорость работы компьютера оценивается значением тактовой частоты. Эта характеристика определяется генератором тактовой частоты компьютера. Поскольку для выполнения каждой операции требуется определенное количество тактов в зависимости от модели процессора, то в компьютере с тактовой частотой, например, 600 Гц обеспечивается быстродействие до 300 млн оп/с, или 300 МИПС.
Помимо указанных характеристик, возможности компьютера описываются рядом параметров: (слайд 10)
v Характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;
v Способность компьютера одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять одновременно несколько программ;
v Типы операционных систем, используемых в компьютере;
v Способность выполнять программы, написанные для других типов компьютеров (программная совместимость с другими типами компьютеров);
Данные сегодня настолько «большие», что важно уже не просто обеспечить их хранение, а научиться оперативно обрабатывать и использовать эти массивы. По оценке аналитиков из IDC, к 2019 году рынок данных вырастет на 50% до $187 млрд. Это говорит о растущих потребностях компаний в решениях, которые помогут извлечь пользу из накопленных данных.
Возникает вопрос — как сделать так, чтобы это происходило в режиме реального времени. Данную задачу ставят перед собой разработчики ПО на базе технологии in-memory computing — это перевод обработки данных с диска в память компьютера. Разберемся, в чем ее преимущества и ограничения.
Технология
Еще лет 20 назад понятие Big Data противопоставлялось так называемым Small Data или данным внутри одной организации. Но потом компании стали выходить за рамки собственных данных — Google, Facebook, Twitter, Amazon — собирают колоссальные объемы информации, идущие далеко за пределы CRM и ERP.
Первая проблема, с которой они столкнулись, — это хранение данных. Одними из первых ее начали решать в Yahoo — так появилась Hadoop, оупенсорс-технология, разработанная для обработки логов с веб-серверов компании. Позже доступ к ней получили и другие разработчики. Главное преимущество Hadoop в том, что она была бесплатной, тогда как все остальные системы хранения Big Data были очень дорогими. Однако обработка в Hadoop была и остается весьма медленной.
До 2011-2012 года рынок пытался научиться хранить данные. Сегодня эта проблема в целом уже решена. Мы находимся на этапе активного развития систем обработки данных.
Посмотрите на свой телефон. Сколько приложений в нем выдают результат завтра? Или даже через два часа? Таких сервисов больше не существует. Так и в современном бизнесе счет идет не на часы и даже не на минуты — большинство задач должно решаться в режиме реального времени. Так на смену Big Data приходит понятие Fast Data — «быстрых» данных, из которых можно извлечь инсайты за считанные секунды.
Остается понять, как реализовать это технологически. Большинство систем хранения Big Data построено на дисках (spinning disk или flash), а обработка ведется на нескольких компьютерах или серверах, собранных в кластер. Технология in-memory computing позволяет в рамках такого же кластера использовать память компьютеров. С точки зрения доступа и обработки память становится в тысячи, а то и в миллионы раз быстрее, чем на диске.
Сегодня этот инструмент — последний этап качественного изменения технологии хранения данных. Архитектура современных компьютеров не предусматривает других возможностей для этой цели. Решения на базе in-memory computing разрабатывают и крупные компании вроде Oracle, IBM и Microsoft, и стартапы, включая наш.
В качестве примера приведу результаты демо-версии продукта, который мы представляли «Сбербанку» в процессе работы. На кластере из 10 серверов с общей памятью в один терабайт мы показали миллиард бизнес-транзакций в секунду.
Если взять самый быстрый и дорогой кластер от Oracle, то в заданной ситуации, скорее всего, можно было бы добиться 30-40 миллионов транзакций в секунду. Кейс «Сбербанка» показателен с точки зрения преимуществ технологии для бизнеса. Давайте посмотрим почему.
Бизнес
«Сбербанк», как и многие другие банки, активно развивает свои мобильные приложения. Финансовые организации видят, что операционный объем данных и частота операций с мобильных стала намного выше, чем на десктопах.
Поменялась культура использования банковских сервисов — с мобильного пользователи проверяют счет, платят, переводят деньги с карты на карту по несколько раз на дню, так же, как проверяют ленту новостей в Facebook или Twitter. Количество клиентов остается тем же, но операций становится в сотни раз больше.
Например, изначально на этом решении строился мессенджер WhatsApp. Другой пример — игры. Если игра становится вирусно популярной, то ей тоже необходимы надежные и быстрые технологии обработки платежей и пользовательских данных в реальном времени. Поэтому, хотя in-memory computing вряд ли появится на пользовательском телефоне в ближайшем будущем, многие приложения используют эту технологию на бэкенде.
Важно то, в чем оценивать важность технологии для бизнеса. Компании обращаются к in-memory computing не тогда, когда нужно поднять производительность или ускорить текущий процесс. Большинство клиентов говорят, что эта технология позволяет им делать то, что они до этого не могли делать в принципе. То есть она нужна тогда, когда нет возможности решить бизнес-функцию иначе, когда бизнес-процесс вообще невозможен без технологической базы, которая позволит выполнить его быстро и в нужном масштабе. Однако ее применение не ограничивается бизнесом.
Общество
В то время как для компаний in-memory computing означает принципиально новые бизнес-процессы, то в других сферах технология открывает новые перспективы для исследований и разработок. Например, любая биотех-компания сейчас — это прежде всего софтверный разработчик, потому она нуждается в технологическом решении для обработки данных.
У нас есть клиент из Канады — маленький стартап, который совершил революцию в обработке МРТ-изображений. Раньше снимки с томографа нужно было показывать конкретному доктору и ждать диагноза, надеясь на квалификацию конкретного врача. Их решение агрегирует снимки из нескольких клиник, разбивает их на маленькие подснимки и рассылает докторам по всему миру. Если у двух-трех специалистов один подснимок вызывает вопросы, они отмечают его для дальнейшего рассмотрения.
Тем самым стартап решил проблему качества и скорости — меньше чем за минуту он может обработать снимок каждого пациента. Гарантия точности обеспечивается статистикой, а скорость диагностики такова, что пациент может получить ответ, пока встает с кушетки.
Другой пример — британская компания e-Therapeutics, которая специализируется на исследованиях и разработке лекарственных средств для лечения биокомплексных болезней, таких как рак и нейродегенеративные заболевания. Исследования основаны на компьютерном анализе больных клеток. Единичный анализ такого типа относительно простой и не занимает много времени. Однако исследования e-Theurapeutics подразумевают сотни тысяч подобных анализов по множеству параметров и гипотез, что создает чрезвычайно интенсивную вычислительную нагрузку.
С этим решением в компании смогли всего за несколько часов или даже минут проводить анализы, на которые раньше уходило несколько недель. Они также получили возможность создавать намного более масштабные и сложные модели клеток, что открыло новые подходы к лечению заболеваний.
Наконец, специалисты смогли быстрее проверять гипотезы и работать над несколькими проектами одновременно. Потенциально такой скачок позволит ускорить поиск и разработку противораковых препаратов и методов терапии других биокомплексных заболеваний.
Ограничения
У технологии in-memory computing есть свои ограничения, которые пока сдерживают ее развитие. Прежде всего это цена — стоимость такого решения всегда дороже, чем обработка данных на диске. Кроме того, добиться петабайтного объема сложно и не всегда экономично. Поэтому технология используется в основном для операционных, а не исторических данных.
Кроме того, стабильность работы решения на in-memory computing во многом зависит от сетевого решения, на котором построен кластер. Также критически важным становится качество разработки.
Однако сейчас виден качественный скачок в производительности и масштабируемости бизнеса за счет in-memory computing. Конечно, со временем обработка данных на диске будет расти в скорости. К примеру, мы сейчас работаем с компанией Fujitsu, и у нее есть сервера объемом в 64 терабайта памяти. Чтобы понять масштаб этих данных — примерно пять лет назад общий объем операционных данных в Twitter или весь контент за неделю составлял около четырех терабайт. Но и память будет становиться быстрее и падать в цене, так что разница между ними будет оставаться достаточно постоянной.
Скорость работы стационарного компьютера или ноутбука зависит от многих факторов. Поэтому нельзя ожидать значительного увеличения производительности ПК, если вы улучшите только один компонент, например, установите более быстрый процессор. Чтобы компьютер стал ощутимей быстрее работать, следует улучшить сразу несколько характеристик комплектующих, а желательно даже все. Это вполне закономерно, ведь ваш компьютер не будет работать быстрее, чем того позволяет самое медленное устройство в системе.
Тактовая частота процессора
При определении производительности компьютера в первую очередь смотрят на тактовую частоту процессора. Этот показатель оказывает влияние на скорость проведения операций ЦП. Частотой процессора называется тактовая частота ядра, который является его основным компонентом, в тот момент, когда система максимально загружена.
Величина измерения данного параметра – мегагерцы и гигагерцы. Показатель тактовой частоты не отображает количество выполненных операций за секунду . Дело в том, что на выполнение определенных операций может тратиться по несколько тактов. Естественно, что компьютер с процессором с большей тактовой частотой, чем у идентичного по другим параметрам компьютера, сможет выполнять больше задач за единицу времени.
Оперативная память
Второй по важности параметр компьютера, оказывающий влияние на производительность – это объем оперативной памяти. Это второй по скорости компонент в компьютере, уступающий лишь процессору. Однако разница в показателях скорости у этих устройств существенная. Следует учитывать, что чем больше у вас будет оперативной памяти, тем более полно сможет задействоваться процессор.
Обмен информации с оперативной памятью проходит куда быстрее, чем с другими устройствами, например, с жестким диском. Именно поэтому повышение объема ОЗУ приведет к существенному ускорению работы компьютера.
Жесткий диск
На производительность компьютера также оказывает существенное влияние объем жесткого диска и скорость его работы. Объем винчестера не так важен, главное, чтобы на системном диске оставалось до 10% свободного места. А вот скорость связи шины жесткого диска – это куда более значительный фактор.
Сегодня на смену обычным жестким дискам пришли более скоростные SSD диски , в которых отсутствуют движущиеся части. Они работают по принципу флешки. Скорость обмена информации в них в разы превышают аналогичный параметр для винчестеров. Происходит это из-за того, что большие файлы считываются одновременно из нескольких микросхем, за счет этого и увеличивается производительность компьютера. Кроме того, здесь нет головок, которые перемещаются по диску и тормозят весь процесс считывания/записи информации. Однако главный недостаток SSD дисков остается по-прежнему актуальным – высокая цена.
Дефрагментация файлов
В результате того, что файлы с жесткого диска периодически удаляются, на их месте остаются пустые места, и потом новые файлы загружаются именно в эти ячейки памяти, а не в одном месте – происходит так называемая фрагментация диска. В результате этого, системе приходится обращаться к разным участкам накопителя, тем самым замедляя работу.
Чтобы избежать этого процесса, следует периодически проводить дефрагментацию диска – компоновка аналогичных файлов по соседним секторам с целью их более быстрого считывания.
Чтобы выполнить дефрагментацию диска в операционной системе Windows 7, необходимо зайти в меню Пуск , выбрать Все программы – Стандартные – Служебные – Дефрагментация диска .
Одновременно выполняемые задачи в ОС
Чем больше ваш компьютер будет одновременно выполнять задач, тем сильнее он будет тормозить. Поэтому, если у вас возникают проблемы со скоростью ПК, следует закрыть все приложения и программы, которыми вы не пользуетесь в данный момент. Также поможет закрытие некоторых процессов в диспетчере задач. Работу каких процессов можно прекратить, читайте в этой статье.
Снижать производительность компьютера могут и вирусы, поэтому установите надежное антивирусное ПО, и сканируйте систему на наличие вредоносных программ.
3. Изучить какие основные технические параметры компьютеров используются при их классификации.
Задачи:
Развивающие:
- развивать мировоззрение;
- продолжать способствовать развитию ИКТ – компетентности;
- уметь использовать информационные технологии;
- сформировать представление о классификации ЭВМ;
- развивать внимание, память, логическое мышление, умение делать выводы;
Воспитательные:
- продолжить формирование познавательного интереса к предмету информатика;
- воспитывать личностные качества:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| klasifikaciya_komp.pps | 2.8 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Классификация к омпьютеров по функциональным возможностям
Цели: Узнать, что лежит в основе классификации компьютеров; Познакомиться с существующими классами компьютеров; Изучить какие основные технические параметры компьютеров используются при их классификации .
Признаки классификации компьютеров: По габаритам; По областям применения; По быстродействию; П выполняемым функциям; По этапам создания.
Характерные особенности: Назначение и роль компьютеров при обработке информации; Условия взаимодействия человека и компьютера; Габариты; Ресурсные возможности.
Быстродействие – это количество элементарных операций, выполняемых компьютером за одну секунду
Обозначения более крупных единиц измерения быстродействия: МИПС – миллион операций над числами с фиксированной запятой; МФЛОПС – миллион операций над числами с плавающей запятой; ГФЛОПС – миллиард операций над числами с плавающей запятой .
Параметры: Разрядность и формы представления чисел; Емкость внешней памяти; Характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации; Пропускная способность устройств связи; Способность компьютера одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять одновременно несколько программ; Типы операционных систем, используемых в компьютере; Способность выполнять программы, написанные для других типов компьютеров (программная совместимость с другими типами компьютеров); Возможность подключения к компьютерной сети; Надежность.
Основные параметры компьютеров:
Вопросы: Что такое классификация? Какие параметры в качестве признака классификации компьютеров предлагаются? Какой технический параметр определяет скорость обработки информации в компьютере? Почему параметр «тактовая частота» наиболее предпочтителен по сравнению с параметром «быстродействие»? Почему объем оперативной памяти – одна из важнейших характеристик компьютера?
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
« Классификация веществ по составу на простые и сложные. Классификация простых веществ на металлы и неметаллы. Кислород и водород – представители неметаллов, их характеристика как химических элементов и простых веществ».
Модульный урок по химии в 8 классе по теме « Классификация веществ по составу на простые и сложные.Классификация простых веществ на металлы и неметаллы. Кислород и водород – представители неметал.
Элективный курс "Технический английский". Методические и дидактические материалы урока "Классификация компьютеров" (10 класс).
Элективный курс "Технический английский" разработан автором на базе предмета "Основы технического перевода", который автор вёл на протяжении многих лет в 9, 10 и 11 классах. Этот курс имеет метапредме.
Классификация компьютеров. История развития компьютерной техники.
В презентации приведены сведения о классификации компьютеров, а также история развития компьютерной техники. Данная презентация может использоваться при изучении теоретического материала по дисциплине.
Классификация современных компьютеров
Презентация "Классификация современных компьютеров" выполнена в MS PowerPoint 2003 и позволяет систематизировать знания об использующихся в настоящее время терминах для обозначения разновидностей совр.
Классификация компьютеров
Краткий обзор истории развития компьютерной техники.
Классификация программного обеспечения. Роль ПО в организации работы компьютера.
Цель: Объяснить, что такое программное обеспечение и зачем оно существует. Научить различать системное, прикладное ПО.
Классификация устройств компьютера
Презентация на тему:"Классификация устройств компьютера" прекрасно подходит для урока в 8 классе.
Читайте также: