5.3. Категории компьютеров и компьютерных систем

В се компьютеры представляют и обрабатывают данные единообразно, хотя их можно отнести к различным категориям. Разбиение современных компьютеров по категориям производится по признакам размера и скорости обработки инфор­мации: мэйнфреймы, средние компьютеры, ПК, рабочие станции и суперкомпью­теры. Очень желательно, чтобы менеджеры были осведомлены о характерных признаках той или иной категории компьютеров, а также о причинах, в силу кото-

МРЗ (MPEG3)

Стандарт сжатия данных, обеспечивающий сжатие передаваемых в Интерне­те аудиофайлов практически без потери качества.

M ainframe (мэйнфрейм)

Категория наиболее крупных компьютеров, используемых для поддержки боль­ших бизнесов.

Midrange computer (средний компьютер)

Компьютер среднего размера, соответствующий вычислительным нуждам небольшой организации. Также применяется для управления сетями, развер­нутыми на других компьютерах.

Minicomputer (мини-компьютер)

Средний компьютер, применяемый в вычислительных системах университе­тов, заводов или исследовательских лабораторий.

Server (сервер)

Компьютер, оптимизированный в целях поддержки ПО и других ресурсов, применяемых другими сетевыми компьютерами.

рых некоторые типы компьютеров лучше подходят для выполнения определен­ных задач, чем другие типы.

Категории компьютеров

Наибольшие размеры имеет мэйнфрейм, который к тому же снабжен мощным источником электропитания, имеет большой объем памяти и быстродейству­ющий процессор. Именно этот тип компьютера применяется для выполнения сверхбольших деловых, научных и военных программных приложений. В этой ситуации компьютер должен обладать способностями по обработке огромных массивов данных или выполнению многих сложных процессов. Средние компью­теры характеризуются меньшим уровнем вычислительной мощности, являются более дешевыми и менее габаритными, чем мэйнфреймы. Сфера их применения ограничивается удовлетворением вычислительных потребностей меньших по раз­меру организаций или управлением сетями, состоящими из других компьютеров. Компьютеры из этой категории могут выступать в качестве мини-компьютеров, образующих вычислительные системы, которые применяются в университетах, на заводах или в исследовательских лабораториях. Они также могут использо­ваться в роли серверов, осуществляющих управление внутренними корпоратив­ными сетями или web-сайтами. Компьютеры, применяемые в качестве серверов, специальным образом оптимизированы в целях поддержки компьютерных сетей, обеспечивая совместное использование файлов, программ, периферийных уст­ройств (например, принтеров) или других сетевых ресурсов. Серверы снабжены огромными объемами памяти, а также большими дисками. Они обладают высо­коскоростными коммуникационными и вычислительными возможностями.

Относительно серверов можно также сказать то, что они являются важней­шими компонентами ИТ-инфраструктуры любой компании, поскольку поддер­живают аппаратную платформу, требуемую для осуществления электронной коммерции. С помощью специального ПО серверы могут настраиваться таким образом, чтобы доставлять web-страницы, выполнять транзакции, связанные с продажами и покупками, либо реализ^вывать обмен данными внутри корпора­тивных систем. Организации, которые характеризуются высоким уровнем тре-

бований к электронной коммерции, а также огромные web-сайты выполняют web-приложения, а также приложения электронной коммерции на нескольких серверах, образующих группы серверов. Эти серверы установлены в вычисли­тельных центрах, поддерживаемых такими коммерческими поставщиками, как IBM. Большие web-сайты электронной коммерции, наподобие Amazon.com или Dell.com, используют группы серверов со всеми присущими им возможностями в целях балансировки компьютерной нагрузки, а также обработки миллионов транзакций, имеющих отношение к коммерческим операциям.

Персональный компьютер (ПК), который иногда именуется микрокомпьюте­ром, может устанавливаться на рабочем столе, а также перемещаться из комнаты в комнату. Меньшие по размеру портативные компьютеры (лаптопы) часто при­меняются вне офиса. ПК применяются в качестве персональных вычислитель­ных машин, а также в различных сферах бизнеса. В нишу настольных компьюте­ров также попадают рабочие станции, но их уже характеризуют более мощные математические и графические возможности (по сравнению с ПК), что позволяет им выполнять более сложные задачи за меньший период времени (опять же по сравнению с ПК). Компьютеры из этой категории применяются для выполнения научных, конструкторских и инженерных задач, требующих наличия мощных графических или вычислительных возможностей.

Суперкомпьютер — это очень сложный и мощный компьютер, применяемый в процессе решения задач, требующих очень быстрых и сложных вычислений, учитывая сотни и тысячи различных факторов. Как правило, суперкомпьютеры применяются для решения научных и военных задач, например для разработки новых вооружений или формирования прогноза погоды. При этом используются сложные математические модели, хотя изначально эти компьютеры применялись в бизнесе для обработки огромных массивов данных. В суперкомпьютерах при­меняется параллельная обработка, благодаря чему становится возможным вы­полнение миллиардов или даже триллионов вычислительных операций в секун­ду, что во много раз быстрее, чем могут обеспечить самые большие мэйнфреймы. Например, в онлайновой брокерской конторе Charles Schwab & Со. применяется суперкомпьютер IBM RS/6000 SP, оборудованный 2 тыс. процессоров. Он по­зволяет отображать web-страницы примерно для 95 тыс. посетителей web-сайта, а также обрабатывать транзакции, которые осуществляются на этом же сайте. Бла­годаря суперкомпьютеру Schwab может обрабатывать огромные объемы транз­акций, что позволяет удовлетворять непредсказуемые нужды, а также в непре­рывном режиме фиксировать сделки и изменять записи в счетах (Anthes, 2000).

П одобная классификация не лишена недостатков, поскольку эволюция в ком­пьютерном мире происходит громадными темпами. Вычислительные и графиче­ские возможности мощных ПК сравнимы с возможностями рабочих станций.

Server farm (группа серверов)

Большая группа серверов, поддерживаемых коммерческим провайдеров, до­ступны для подписчиков, испытывающих потребность в решении задач элект­ронной коммерции, а также в выполнении другого рода деятельности, требу­ющей интенсивного использования серверов.

P ersonal computer (PC) (персональный компьютер)

Небольшой настольный или портативный компьютер.

Workstation (рабочая станция)

Настольный компьютер, обладающий мощными графическими и вычисли­тельными возможностями, который используется для одновременного вы­полнения нескольких сложных задач.

Supercomputer (суперкомпьютер)

Сверхсложный и мощный компьютер, используемый для сверхбыстрого вы­полнения очень сложных задач.

Distributed processing (распределенная обработка)

Распределение компьютерных вычислений среди нескольких компьютеров, объединенных в коммуникационную сеть.

Centralized processing (централизованная обработка)

Вычисления выполняются на одном большом центральном компьютере.

Client/server computing (клиент-серверная обработка)

Модель вычислений, предусматривающая выполнение операций на «клиен­те» и «сервере», причем на эти роли выбираются наиболее подходящие ком­пьютеры.

Client (клиент)

Точка ввода данных пользователем, выполняющая вполне определенную роль в модели клиент-серверной обработки. Обычно в этом качестве использует­ся настольный компьютер, рабочая станция или портативный компьютер.

Хотя, как и ранее, ПК не способны к одновременному выполнению такого коли­чества задач, как это делают мэйнфреймы, средние компьютеры и рабочие стан­ции (обратите внимание на обзор операционных систем в гл. 6). Также на ПК не­возможна одновременная работа многих пользователей, что является обычной практикой на больших машинах. Даже описанные различия нивелируются в бу­дущем. Возможности наиболее мощных рабочих станций соответствуют характе­ристикам начальных моделей мэйнфреймов и рабочих станций.

Компьютерные сети и клиент-серверные вычисления

В наши дни автономные компьютеры постепенно заменяются сетевыми машина­ми, выполняющими большинство вычислительных задач. Процесс применения нескольких компьютеров, объединенных коммуникационными сетями, называ­ется распределенной обработкой. В отличие от централизованной обработки, когда все вычислительные операции выполняются на одном большом централь­ном компьютере, при распределенной обработке выполнение вычислительных операций распределяется между ПК, автономными и связанными между собой мэйнфреймами. Одна из наиболее распространенных форм распределенной об­работки — клиент-серверные вычисления. В этом случае выполнение вычис­лений распределяется между «клиентами» и «серверами». Оба этих компьютера подключены к сети, но каждый из них выполняет те функции, к которым он наи­лучшим образом приспособлен. Клиешутредставляет собой точку ввода данных пользователями, реализующую требуемые функции. Обычно в этом случае ис-

пользуется настольный компьютер, рабочая станция или портативный компью­тер. Как правило, пользователь непосредственно взаимодействует исключитель­но с клиентской частью приложения, производя ввод данных или их выборку в целях дальнейшего анализа. Сервер обслуживает клиента, выполняя определенные задачи. В качестве сервера может выступать мэйнфрейм или другой настольный компьютер, но обычно применяются специализированные серверные компьютеры. Серверы организуют хранение и обработку совместно используемых данных, а также выполняют серверные функции, которые обычно не замечаются пользо­вателями (управление действиями в сети). Концепция клиент-серверных вычис­лений иллюстрируется на рис. 5.9. Вычисления в Интернете, выполняемые в со­ответствии с клиент-серверной моделью, рассматриваются в гл. 9.

На рис. 5.10 демонстрируются пять различных методов, с помощью которых компоненты приложения могут распределяться между клиентом и сервером. Компонент интерфейса фактически является интерфейсом приложения, по­скольку определяет, каким образом приложение отображается для пользователя. Компонент логики приложения описывает логику выполнения операций, фор-

мируемую с помощью бизнес-правил организации. (В качестве примера можно привести работника, получающего ежемесячную зарплату.) Компонент управле­ния данными обеспечивает хранение и управление данными, которые использу­ются приложением.

Точное разбиение задач на категории зависит от требований, предъявляемых к каждому приложению, включая сведения о вычислительных потребностях, ко­личестве пользователей, а также о доступных ресурсах. Например, в число клиент­ских задач корпоративной программы по расчету зарплаты может входить ввод данных (например, сведений о приеме новых сотрудников и записей о количестве отработанных часов), отсылка серверу запросов на ввод данных, анализ выбран­ных данных, а также отображение результатов на экране или вывод их на прин­тер. Серверный компонент выполняет выборку введенных данных, а также обра­ботку данных по зарплате. Также в задачи этого компонента входит контроль над тем, чтобы только авторизованные пользователи могли просматривать или об­новлять данные.

В некоторых фирмах клиент-серверные сети, реализованные на основе ПК, фактически полностью заменили мэйнфреймы и мини-компьютеры. Процесс пе­ревода приложений с больших компьютеров на меньшие называется даунсайзин-гом. В этом случае обеспечивается целый набор преимуществ. Стоимость моду­лей памяти и процессоров для ПК составляет сотые доли от стоимости подобных компонентов мэйнфреймов. Решение о даунсайзинге помимо стоимости аппарат­ного обеспечения связано со многими другими факторами, а именно с оценкой потребности в новом ПО, в обучении и, возможно, в новых операциях, выполняе­мых внутри организации.

Сетевые компьютеры

С уществует форма клиент-серверной обработки, при которой компьютер-клиент выполняет минимальный набор операций, а также оборудован минимальным объемом памяти, в то время как основной объем вычислительных операций вы­полняется на сервере. Для обозначения подобного типа клиента иногда исполь­зуется термин тонкий клиент. Тонкие клиенты, оборудованные минимальным объемом памяти, малопроизводительным процессором и небольшим по размеру диском, именуются сетевыми компьютерами (СК). При работе с подобными ком­пьютерами пользователи загружают требуемые им программы (данные) с цент­рального компьютера через Интернет или корпоративную внутреннюю сеть. На центральном компьютере также хранится введенная пользователем информация, которая доступна для последующей выборки. Благодаря этому исключается no-

Downsizing (даунсайзинг)

Процесс перевода приложений с больших на меньшие компьютеры.

Network computer (NC) (сетевой компьютер)

Упрощенный настольный компьютер, не приспособленный для постоянного хранения программ и данных. Пользователи могут загружать необходимые им программы и данные с центрального компьютера через Интернет или внут­реннюю корпоративную сеть.

требность во вторничных устройствах хранения, таких как жесткие диски, гибкие диски, приводы CD-ROM, а также не требуются соответствующие информаци­онные носители. Сетевой компьютер можно представлять в качестве до предела упрощенного ПК, состоящего из монитора, клавиатуры и сетевого подключения.

При условии умелого применения сетевые компьютеры и клиент-серверная обработка могут привести к значительному сокращению затрат на поддержку информационных технологических ресурсов. Приверженцы сетевых компьюте­ров считают, что эти устройства позволяют снизить затраты на аппаратное обес­печение, поскольку их стоимость ниже стоимости ПК, также существует возмож­ность администрирования и обновления с центрального сетевого сервера. При этом не требуется приобретать, устанавливать и обновлять программы и прило­жения для каждого пользователя отдельно, поскольку ПО может поставляться и поддерживаться из одной центральной точки. Также сетевые компьютеры спо­собствуют усилению степени контроля за управлением, используя вычислитель­ные функции организации. В результате информация и данные могут передавать­ся через Интернет, поэтому подобные компьютеры не снабжаются хранилищами данных.

Сетевые компьютеры также применяются для использования прикладных программ, которые все более доступны для аренды через Интернет (гл. 6).

Однако далеко не все соглашаются с тем, что применение сетевых компьюте­ров связано только с какой-либо выгодой. Некоторые исследователи полагают, что централизованный контроль вычислений «душит» инициативу и творческие способности работников. Современный ПК настолько дешевый и привлекатель­ный ($500 и даже меньше, если в комплекте с компьютером приобретаются до­полнительные услуги), что многие преимущества, связанные с сетевыми компью­терами, уже неактуальны. В случае сбоя локальной сети сотни или даже тысячи служащих не смогут получить доступ к своим данным, в то время как пользова­тели обычных ПК смогут продолжать работать практически в прежнем режиме. Полнофункциональные ПК лучше подходят в тех ситуациях, когда конечные пользователи работают, как правило, с локальными приложениями. Поэтому ме­неджеры компаний должны самым тщательным образом проверить, как сетевые компьютеры интегрируются в инфраструктуру информационных технологий.

Одноранговые вычисления

Д ругая форма распределенной обработки, называемая одноранговыми вычисле­ниями, предусматривает выполнение приложений на настольных пользователь­ских компьютерах, связанных локальной сетью, в результате чего обеспечивается совместное выполнение пользовательских задач. Отдельные ПК, пользователь­ские станции или другие компьютеры могут совместно использовать данные, дис­ковое пространство или вычислительную мощь для выполнения множества задач,

Peer-to-peer computing (одноранговые вычисления)

Форма распределенной обработки, при которой компьютеры связываются через Интернет или частные сети, в результате чего обеспечивается совмест­ное выполнение вычислительных задач.

допускающих сетевую обработку, включая Интернет. Одноранговая вычисли­тельная модель контрастирует с сетевой вычислительной моделью, поскольку в первом случае все вычисления выполняются на отдельных настольных компью­терах, причем эти машины работают совместно без помощи сервера или любого другого контролирующего центра. Согласно некоторым оценкам, большинство компаний и отдельных пользователей используют менее 25% вычислительных мощностей и емкости хранилищ данных. В процессе одноранговых вычислений незадействованные вычислительные мощности или неиспользуемый объем дис­ковой памяти на ПК или рабочих станциях с помощью локальной сети распреде­ляются в соответствии с потребностями сложных вычислительных задач, которые могут выполняться (в принципе) только большими дорогостоящими серверами или даже суперкомпьютерами. В «Окне технологии» описывается, каким обра­зом некоторые компании получают преимущества благодаря использованию по­добного подхода к выполнению вычислительных задач.

. .