Назначение и функциональные возможности персональных компьютеров и серверов
Первый компьютер был создан в 1946 году в США. Данная электронная вычислительная машина (ЭВМ) состояла из 18 тыс. вакуумных ламп, весила 30 тонн, занимала площадь около 200 м 2 и потребляла огромное количество энергии. В 1964 г. фирма IBM объявила о создании семейства компьютеров System 360, после чего продолжается постоянное развитие компьютерной техники и элементной базы.
Компьютерная техника может классифицироваться по назначению, мощности, размерам, элементной базе и т.д. Такое разделение компьютеров является условным, что объясняется стремительным развитием компьютерной науки и техники.
В общем виде компьютеры можно разделить:
- по производительности и быстродействию;
- по назначению;
- по уровню специализации;
- по типу процессора;
- по особенностям архитектуры;
- по размерам.
В зависимости от набора решаемых задач, на основании которых формируются требования к характеристикам, компьютеры делят на:
- персональные компьютеры;
- рабочие станции;
- серверы;
- мэйнфреймы;
- суперкомпьютеры (кластерные архитектуры).
Персональный компьютер
Характерным для ПК являются:
- ориентация на широкое применение и наличие некоторого набора стандартных технических средств со средними значениями характеристик, которые могут быть существенно улучшены по желанию пользователя;
- автономное использование ПК и, как следствие, обязательное наличие у каждого компьютера средств ввода и отображения информации, таких как: клавиатура, мышь, монитор, принтер и др, характерных для решаемых задач;
- индивидуальное использование ресурсов ПК и незначительное использование ресурсов других компьютеров при наличии подключения к информационной сети, например, Internet.
- работа под управлением, как минимум, не сетевой операционной системы.
Рабочая станция
Существуют достаточно устойчивые признаки конфигураций рабочих станций, предназначенных для решения определенного круга задач, позволяет отделять их в отдельный профессиональный подкласс: мультимедиа (обработка изображений, видео, звука), САПР (системы автоматизированного проектирования и т.д.).
Каждый такой подкласс может иметь присущие ему особенности и уникальные компоненты, например:
- большой размер монитора и / или несколько мониторов (САПР),
- быстродействующая графическая плата (обработка видео и мультипликация, компьютерные игры),
- большой объем накопителей данных,
- наличие сканера (работа с изображением),
- защищенное исполнение (вооруженные силы, секретные базы данных) и другие.
Сервер
Характерным для сервера являются:
Мэйнфрейм
Научные исследования показывают, что при использовании глобальных информационных массивов, обработка данных будет выполняться значительно легче и экономически выгоднее с помощью мейнфрейму, чем при участии сети персональных устройств. Мэйнфрейм опережает обычные современные ПК практически по всем показателям.
Отдельно стоит уделить внимание высокой надежности самого устройства и данных, с которыми он работает. Наличие резервных составляющих устройств системы и возможность их «горячей» замены обеспечивают непрерывность работы. А стандартная величина загруженности процессора без особых усилий превышает отметку в 85% от общей мощности. Управление таким устройством происходит с помощью цепи терминалов, а с недавних пор и через сетевой интерфейс. Лидирующие позиции в производстве мэйнфреймов занимает компания IBM.
Для мэйнфреймов характерны следующие особенности:
- дублирования: резервные процессоры; запасные микросхемы памяти; альтернативные пути доступа к периферийным устройствам. Горячая замена всех элементов до каналов, плат памяти и центральных процессоров;
- целостность данных: в мэйнфреймах используется память, исправляет ошибки. Ошибки не приводят к разрушению данных в памяти, или данных, ожидающих устройства ввода-вывода информации. Дисковые подсистемы построены на основе RAID-массивов с горячей заменой и встроенными средствами резервного копирования, которые гарантируют защиту от потерь данных;
- рабочую нагрузку мэйнфреймов может составлять 80-95% от их пиковой производительности;
- пропускная способность подсистемы ввода-вывода мэйнфреймов разработана так, чтобы работать в среде с высоким рабочим нагрузкам на ввод-вывод;
- доступ к данным: поскольку данные хранятся на одном сервере, приложения не требуют сбора исходной информации из множества источников, не нужен дополнительный дисковое пространство для их временного хранения;
- требуется небольшое количество необходимых физических серверов и довольно простое программное обеспечение. Все это, в совокупности, ведет к повышению скорости и эффективности обработки.
- использования дискового пространства: пропускная способность ввода-вывода достаточное для загрузки процессора.
Суперкомпьютер
Аппаратная и программная часть комплекса позволяет при обнаружении отказа одного процессора быстро перераспределить работу на другие процессоры внутри кластера. При этом сбой в работе кластера выражается лишь в некотором снижении производительности системы или в недоступности приложений на короткое время, необходимое для переключения на другой узел. Производительность кластерной системы легко масштабируется, а это значит, что добавление в систему дополнительных процессоров, оперативной и дисковой памяти или новых узлов может выполняться при необходимости в любое время.
Сравнение мейнфрейма и суперкомпьютера.
В контексте общей вычислительной мощности мэйнфреймы проигрывают суперкомпьютерам.
Читайте также: