Классификация и области применения ЭВМ
В настоящее время в мире произведены, эксплуатируются и продолжают выпускаться миллионы вычислительных машин, относящихся к различным поколениям, типам, классам, отличающиеся своими техническими
160
характеристиками, вычислительными возможностями и областями применения.
Рынок современных ЭВМ характеризуется разнообразием и динамизмом, каких еще не знала ни одна область человеческой деятельности. Практически каждое десятилетие меняются поколения машин, причем такие темпы сохраняются многие годы. В этих условиях любая предлагаемая классификация ЭВМ очень быстро устаревает и нуждается в корректировке. То, что 10 - 15 лет назад относилось к классу больших ЭВМ, в настоящее время является устаревшей техникой с очень скромными возможностями.
Следует также отметить, что уровень развития вычислительной техники и области ее применения являются, как правило, взаимосвязанными и взаимообусловленными. Так, если классифицировать все ЭВМ в зависимости от их основных технических характеристик (производительность, объемы памяти и др.), то одновременно будут очерчены и области целесообразного применения этих классов ЭВМ. С этих позиций можно использовать следующую классификацию: суперЭВМ, большие ЭВМ, средние ЭВМ, микропроцессоры, микро - и персональные ЭВМ. Охарактеризуем особенности и области применения этих классов ЭВМ.
К суперЭВМ относятся сверхпроизводительные ЭВМ, обладающие необходимыми возможностями для решения крупномасштабных вычислительных задач и научно - технических проблем, для обслуживания крупнейших банков данных. Такие ЭВМ используются, в частности, для решения глобальных задач, связанных с охраной окружающей среды и рациональным использованием природных ресурсов, для поиска оптимальных решений при долгосрочном экономическом планировании.
Сверхвысокую производительность ЭВМ (сотни миллионов операций в секунду) практически невозможно реализовать только путем увеличения быстродействия электронных компонентов, так как их возможности уже приблизились к физическим пределам.
Наиболее реальным является достижение сверхвысокого быстродействия путем использования десятков, сотен или даже тысяч параллельно работающих процессоров. Поэтому класс суперЭВМ, по существу, представляется многопроцессорными вычислительными системами.
Идея параллелизма в работе оборудования нашла также применение в классе больших ЭВМ , представляющих собой многопользовательские машины с центральной обработкой, с большими возможностями для работы с базами данных, с различными формами удаленного доступа. Благодаря широким и универсальным возможностям такие ЭВМ используются для комплектования крупных вычислительных центров. Первоначально казалось, что с появлением быстропрогрессирующих персональных ЭВМ большие машины обречены на вымирание. Однако они продолжают развиваться, и выпуск таких ЭВМ снова стал увеличиваться, хотя их доля в общем парке ЭВМ постоянно снижается.
161
Начало разработки больших ЭВМ было положено фирмой IBM еще в 60 - е г.г. выпуском серий машин IBM/360, IBM/370. Новая серия таких машин S/390 продолжает эту линию. По оценкам фирмы IBM, более половины всего объема данных в информационных системах мира хранится именно на больших машинах.
Развитие ЭВМ данного класса имело большое значение для России. В 1970 - 1990 г.г. основные усилия нашей страны в области вычислительной техники были сосредоточены на программе разработки Единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ), заимствовавшей архитектуру IBM/360/370. Было выпущено несколько десятков тысяч ЭВМ этой системы, достаточно много ЭВМ серии ЕС еще продолжают работать в различных учреждениях и производствах. Для сохранения накопленного громадного информационно - программного потенциала было принято решение о дальнейшем развитии этого направления в рамках подписанного соглашения с фирмой IBM. По этому соглашению Россия получила право производить 23 новейшие модели - аналоги ЭВМ IBM/390 с производительностью от 1,5 до 167 млн. операций в секунду.
Средние ЭВМ, достаточно мощные по производительности, предназначены для управления сложными технологическими и производственными процессами, для распределенной обработки информации в качестве сетевых серверов, для построения многомашинных вычислительных комплексов.
ЭВМ этого типа широко используются для обработки информации в финансовых структурах, например ЭВМ типа AS/400 - "бизнес - компьютеры". Средние ЭВМ имеют развитые технические и программные средства, обеспечивающие их комплексирование в системы и подключение к сетям связи и телекоммуникации.
Следует отметить, что современному классу средних ЭВМ в классификации 70 - 80 г.г. соответствовали в определенной степени так называемые миниЭВМ. Они отличались простотой и надежностью в работе, а главное, имели относительно невысокую стоимость. В нашей стране такие ЭВМ были представлены соответствующим семейством программно - совместимых миниЭВМ (СМ ЭВМ). Подобно ЕС ЭВМ для СМ ЭВМ был характерен высокий уровень стандартизации и унификации, основанный на интегральной микроэлектронике, единой базовой структуре всех моделей ЭВМ, стандартном наборе машинных команд и форматов представления данных, единой широкой номенклатуры периферийных устройств, подключаемых через стандартный интерфейс ввода - вывода типа "Общая шина", единстве принципов конструирования, производства и эксплуатации и т.д. Разработки ЕС и СМ ЭВМ велись с учетом международных стандартов и соглашений.
Интенсивное развитие полупроводниковой микроэлектроники привело к созданию в начале 70 - х г.г. принципиально нового вычислительного устройства - микропроцессора, эквивалентного по своим возможностям
162
процессору прежних ЭВМ, но реализованного на одной или нескольких больших микросхемах.
Микропроцессор с наращиваемой памятью в сочетании с необходимым набором периферийных устройств вместе образуют микроЭВМ. По своим возможностям и универсальности применения микроЭВМ приближаются к средним и даже большим ЭВМ, а по своим эксплуатационным характеристикам (габаритные размеры, надежность, потребляемая мощность и др.) они их значительно превосходят. Благодаря этому микропроцессоры и микроЭВМ могут быть встроенными в различные приборы, машины, технологическое оборудование, устройства бытовой техники и др.
и выполнять в них необходимые функции контроля и управления.
В дальнейшем на базе микропроцессоров появились ориентированные на индивидуального пользователя персональные ЭВМ (ПЭВМ), ставшие в настоящее время наиболее массовыми и распространенными. Им по праву принадлежит одно из важнейших направлений современного научно - технического прогресса. Персональные ЭВМ призваны решать, в первую очередь, те задачи, которые возникают у специалистов различного профиля непосредственно на рабочих местах, т.е. там, где находятся источники данных, подлежащих обработке. Такие ЭВМ стали эффективным средством повышения производительности труда инженеров, технологов, конструкторов, экономистов, работников аппарата управления, сферы обслуживания и т.д. Уже в настоящее время в мире насчитывается около 100 млн. ПЭВМ, и их число будет неуклонно расти. На рис. 7.4. показана структура и динамика развития мирового парка ЭВМ.
Рис. 7.4. Структура и динамика развития мирового парка ЭВМ:1 - большие ЭВМ; 2 - средние ЭВМ; 3 - персональные ЭВМ
В любой индустриально развитой стране суммарный парк ЭВМ должен представлять собой многослойную структуру с определенным соотношением численности ЭВМ различных типов для каждого слоя. Формирование сбалансированного машинного парка обеспечивает обществу наиболее
163
эффективное использование и развитие прогрессивных информационных технологий.
Так, по оценкам специалистов, для такой страны, как Россия, необходимое количество суперЭВМ должно составлять 100 - 200 шт., больших ЭВМ - тысячи, средних ЭВМ - десятки и сотни тысяч, ПЭВМ - миллионы, встраиваемых в оборудование микропроцессоров и микро ЭВМ - миллиарды.
164
160 :: 161 :: 162 :: 163 :: 164 :: Содержание
