Вопросы и задания

1. Какие параметры ВС определяют ее производительность?

2. Какова производительность современных суперкомпьютеров?

3. Что такое кластерные системы и системы высокой готовности?

4. Приведите примеры наиболее распространенных серверов.

Лекция 6 Структурная организация эвм - процессор Введение

В предыдущих лекциях мы познакомились с функциональными блоками ЭВМ, вычислительных систем и основными принципами их взаимодействия. Теперь мы можем приступить к более детальному анализу каждого из блоков и узлов в отдельности. Начнем, естественно, с процессора и истории его появления.

Что известно всем

В 1968 году Роберт Нойс, изобретатель кремниевой интегральной схемы (1958),Гордон Мур, автор известного закона Мура,и Артур Рок, капиталист из Сан-Франциско, основали корпорациюIntelдля производства компьютерных микросхем.

Первоначальное название “NMElectronicx” звучало не очень привлекательно, после ряда проб остановились на “IntegratedElectronics”, утвердить не удалось, зато абривиатуруIntelтеперь знают все и стоит она $31 млрд !!!

За первый год своего существования корпорация продала микросхем (аж!) на $3000. Но вот улыбка судьбы! В августе 1969 года крохотная фирма IntelCorporation, которая была совсем недавно зарегистрирована, получила заказ от небольшой японской фирмыNipponCalculatingMachines, на проектирование микросхем для семейства калькуляторов (10-12 различных несерийных микросхем-калькуляторов). Вместо того, чтобы делать 10-12 различных микросхем на «жесткой логике», т.е. специализированной системе, настроенной на одну, или несколько близких задач. Другими словами, микросхем в которых алгоритмы обработки и хранения данных жестко связаны со схемотехникой и изменения алгоритмов возможны только путем изменения схемотехники системы.Тед Хофмани его сотрудникСтен Мейзоррешили разработать одну твердотельную 4-битную микросхему-процессор, представляющую из себя универсальный компьютер с программируемыми функциями, который мог работать в любом из заказанных калькуляторов. Далее грандиозный успех:ноябрь 1970чип 4001 ----- декабрь 1970 чип 4004. В июне 1971 годаIntelанонсировала микропроцессорное семейство 4004 и выкупила все права на микросхему у японской компании за те-же $60000,которые она заплатила решив, что расходы на 4004 слишком велики. Она отказалась от исключительных (!) прав на продукты Intel. Последняя в 1974 г. своими усилиями выпустила 8-разрядный процессор 8080, и наконец покупатели стали проявлять к решениям микроэлектроники реальный интерес. Авторы разработки навечно были внесены в список лауреатов Национального зала Славы США, а само изобретение признано одним из величайших достиженийXXвека.

Процессор 4004 – 4-х разрядный, 2250 транзисторов, частота – 108 кГц, производительность – 60 000 операций в сек, чип размером со шляпку гвоздя. Сравните, лучший компьютер того времени – ENIAC, площадь – 3000 кв. футов, вес 30 тонн, производительность 5000 операций в сек.

Что известно немногим.

В 1968 году (!) два американских инженера Рэй Холт и Стив Геллер создали 20 – разрядный микропроцессор SLF (Special Logic Function).

Чип SLF служил основой бортового компьютера CADC для новейшего истребителя с изменяемой стреловидностью крыла F14. SLF – 20 разрядный процессор с элементами параллельной логики и возможностью расширения (3 синхронно работающих SLF на бортовом компьютере, плюс элементы DSP процессора (!). Можно сказать, что CADC – гениальное для своего времени решение и заложенные в него принципы не устарели и по сей день. Так, в F-14 из-за больших объемов вычислений использовалось одновременно три (!) синхронно работающих микропроцессора SLF. Сравнительно недавно на мировом рынке появились первые общедоступные версии четырехпроцессорных ПК. Строжайшая секретность этой работы не позволила опубликовать результаты исследований, а широкий рынок микропроцессорной техники все больше становился вотчиной Intel.

Первый 16 разрядный Intel 8086 вышел в свет только в 1978 году. Далее история развития микропроцессорной техники это в подавляющем числе случаев – историяIntel. Одна самая характерная черта, на мой взгляд, маркетинговой политики этой компании это то, что все процессорыIntelсовместимы со своими предшественниками вплоть до процессора 8086. Другими словами,PentiumII,III,IV могут выполнять программы написанные для процессоров 8086, не думаю, что это есть хорошо, по крайней мере, могу представить возмущение сегодняшних программистов.