Электронная вычислительная техника
Компьютер – это комплекс технических и программных средств, основанный на использовании электроники и предназначенный для автоматической или автоматизированной обработки данных в процессе решения вычислительных и информационных задач. Впервые принципы построения и функционирования ЭВМ были сформулированы американским ученым математиком Джоном фон Нейманом в 1945 г. В соответствии с указанными принципами в состав ЭВМ должны входить: арифметическое логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции; устройство управления, предназначенное для организации выполнения программ ; запоминающие устройства; внешние устройства для ввода-вывода данных.
Один из способов классификации ЭВМ по степени их развития. Каждое “поколение ЭВМ” отличается от других архитектурой, элементной базой, степенью развитости программных средств, производительностью и другими показателями. В настоящее время различают пять поколений ЭВМ:
Первого поколение - использовали ламповую элементную базу, обладали малым быстродействием и объемом памяти, имели неразвитые операционные системы, программирование выполнялось на языках программирования низкого уровня (конец 40-х и 50-е гг.).
Второго поколение - использовали полупроводниковую элементную базу, изменяемый состав внешних устройств, языки программирования высокого уровня и принцип библиотечных программ (конец 50-х, 60-е и начало 70-х гг.).
Третьего поколение - использовали в качестве элементной базы интегральные схемы, имели развитую конфигурацию внешних устройств и стандартизированные средства сопряжения, обладали большим быстродействием и объемами основной и внешней памяти. Развитая операционная система обеспечивала работу в т.н. “мультипрограммном” режиме (70-е, начало 80-х гг.).
Четвертого поколение - используют сверхбольшие интегральные схемы, оперативную память, многопроцессорный с параллельным выполнением операций принцип построения, развитые средства диалога (середина 80-х по наши дни.)
Пятое поколение - характеризуются наряду с использованием более мощных интегральных схем c применением принципа “управления потоками данных”, новыми решениями в архитектуре вычислительной системы и использованием принципов искусственного интеллекта. Начало разработки можно отнести ко второй половине 80-х гг., внедрения первых образцов - к первой половине 90-х гг.
ЭВМ могут различаться также по принципу построения и действия:
Аналоговая ЭВМ - Вычислительная машина непрерывного действия, обрабатывающая аналоговые данные. Предназначена для воспроизведения определенных соотношений между непрерывно изменяющимися физическими величинами. Основные области применения связаны с моделированием различных процессов и систем.
Цифровая ЭВМ - уточнение тип производится в случаях, когда это особо необходимо, например, в сложных вычислительных системах, включающих ЭВМ разных видов.
Комбинированная ЭВМ, сочетающая аналоговую и цифровую форму обработки данных.
Таб.2 Классификация ЭВМ
Классификация по вычислительной мощности и габаритам (Таб.2):
Супер ЭВМ - Класс сверхпроизводительных ЭВМ, предназначенных для решения особо сложных задач в областях науки, техники и управления. Сверхвысокая производительность достигается преимущественно за счет параллельной архитектуры, предусматривающей использование большого числа функционально-ориентированных процессоров и параллельного программирования, сверхглубокого охлаждения процессоров.
Большая ЭВМ - имеет высокую производительность, большой объем основной и внешней памяти, обладающая способностью параллельной обработки данных и обеспечивающая как пакетный, так и интерактивный режимы работы.
ЭВМ средней производительности - ЭВМ с производительностью до нескольких миллионов операций в секунду, емкостью оперативной памяти в несколько десятков мегабайт и разрядностью машинного слова не менее 32 символов.
Мини ЭВМ - В прошлом так назывались ЭВМ, конструктивно выполненные в одной стойке и занимавшие небольшой объем. По сравнению с большими и средними машинами мини ЭВМ обладают существенно более низкой производительностью и объемом памяти. Термин “мини-ЭВМ” не имеет точного определения, он очень близок по содержанию к термину “микро ЭВМ”, четкой границы между двумя классами этих машин нет.
Классификация ЭВМ по назначению:
Базовая ЭВМ - ЭВМ, являющаяся начальной исходной моделью в серии ЭВМ определенного типа или вида.
Универсальная ЭВМ - ЭВМ, предназначенная для решения широкого класса задач. ЭВМ этого класса имеют разветвленную и алгоритмически полную систему операций, иерархическую структуру и систему устройств ввода-вывода данных.
Специализированная ЭВМ - ЭВМ, предназначенная для решения узкого класса определенных задач. Характеристики и архитектура машин этого класса определяются спецификой задач, на которые они ориентированы, что делает их более эффективными в соответствующем применении по отношению к универсальным ЭВМ. К разряду специализированных могут быть отнесены, в частности, - “управляющие”, “бортовые“, “бытовые“ и “выделенные“ ЭВМ.
Управляющая ЭВМ - ЭВМ, предназначенная для автоматического управления объектом (устройством, системой, процессом) в реальном масштабе времени. Сопряжение ЭВМ с объектом управления производится с помощью аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей.
Бортовая ЭВМ - Специализированная управляющая ЭВМ, устанавливаемая на борту транспортного средства (самолета, спутника, корабля…) и предназначенная для оптимального управления функционированием других бортовых устройств, связанных с управлением перемещением своего носителя в пространстве.
Выделенная ЭВМ - разновидность однокристальной специализированной ЭВМ, встроенной в какое-либо устройство с целью управления им или передачи ему данных. Используется в бытовой технике и других видах устройств - нагревательных приборах, часах, автомобилях, магнитофонах...
Бытовая ЭВМ - То же, что и домашний персональный компьютер.
Серверы - специализированная ЭВМ, управляющая использованием разделяемых между терминалами сети дорогостоящих ресурсов системы, например, - внешней памяти, баз данных, средств связи, принтеров. Серверные ЭВМ, выполняющая определенные функции обслуживания вычислительной сети. Классификация серверов:
Почтовый сервер - обеспечивает поддержку обмена электронной почтой в рамках сетей Интернет и Интранет.
Сервер-издатель - сервер с базой данных, которые рассылаются (“публикуются“) по другим станциям сети.
Сервер приложений - сервер, управляющий работой локальной сети ЭВМ при выполнении каких-либо прикладных задач автоматизированной системы. Примерами такого рода задач могут служить: обеспечение связи с другими локальными и/или телекоммуникационными системами, коллективное использование печатающих устройств и т.п. В указанной связи различают также: серверы связи и сервер печати.
Сервер связи - специализированный узел локальной сети, обеспечивающий доступ терминалов этой сети к внешней вычислительным сетям.
Сервер телексной связи - сервер, обеспечивающий связь данной локальной сети и отдельных ее узлов с телексной сетью.
Файловый сервер , файл-сервер - Сервер, управляющий созданием и использованием информационных ресурсов локальной сети, включая доступ к её базе данных и отдельным файлам, а также их защиту. Для поддержки и ведения “больших” и “очень больших” баз данных, содержащих десятки миллионов записей, используются т.н. многопроцессорные системы, способные эффективно обрабатывать большие объемы информации и обладающие хорошим соотношением характеристик цена/производительность.
Телефонный сервер API – сервер, предназначенный для управления вызовами, мониторинга устройств, маршрутизации вызовов и других функций связи.
Мэйнфрэйм - мощная, высокопроизводительная ЭВМ с весьма значительным объемом оперативной и внешней памяти, которая выполняет функции сервера в развитых локальных вычислительных сетях с большим числом периферийных ЭВМ и терминалов. Данный термин многими специалистами считается устаревшим, в связи с развитием персональных и мини-ЭВМ.
Удаленный файловый сервер - сервер, обеспечивающий телеобработку и управление информационными ресурсами распределенной сети на расстоянии через каналы связи.
Хост-узел - отдельная ЭВМ или их группа, имеющая прямое сетевое соединение с Интернет, и предоставляющая пользователям теледоступ к своим информационным ресурсам, программно-техническим средствам и службам.
Сервер глобальной информации - предоставляет доступ к неструктурированной информации, распределенной по сети Интернет.