Корпоративні комп’ютери.

Рассмотрен и утвержден на заседании кафедры «Энергетика», протокол от «27»ноября2013г. № 4

 

Комп’ютерна техніка та перспективи її розвитку

 

 

Реферат

З основи техніки і технологій

Мусієнко Анастасії Сергіївни

Студентки 41-ї групи

Фізико-метематичного факультету

 

 

Кіровоград – 2015

 

ЗМІСТ

1. Історичний огляд розвитку комп’ютерної техніки

2. Закон Мура.

3. Прогнози зростання комп’ютерної техніки.

4. Перспективи розвитку інформаційних технологій

5. Класифікація комп’ютерної техніки

5.1 Персональні комп’ютери

5.2 Корпоративні комп’ютери

5.3 Суперкомп’ютери

 

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Історичний огляд розвитку комп’ютерної техніки.

Перший сучасний комп'ютер ENIAC у 1945 році успішно використовувався для розрахунку артилерійських балістичних таблиць, замінивши сотні обчислювачів з арифмометрами. Він важив 30 тонн, займав велике приміщення. Складався ENIAC із 1500 електромеханічних реле і 17 тисяч електронних ламп, споживав 150 КВт електроенергії і при цьому зберігав обсяг інформації, еквівалентний усього лише 80 символам. Коштував ENIAC мільйони доларів. В подальшому комп’ютери вдосконалювались в напрямку нарощення обчислювальних потужностей, зручності і економічності експлуатації. Розвиток сучасних персональних комп’ютерів нерозривно зв’язаний з появою мікропроцесорів. Мікропроцесор - це мініатюрна обчислювальна машина, розміщена на одній великій інтегральній схемі. На одному кристалі надчистого кремнію з допомогою складного і надточного технологічного процесу створюються мільйони транзисторів та інших схемних елементів, з’єднувальні проводи і точки підключення зовнішніх виводів. В сукупності вони створюють такі логічні блоки, як арифметичний пристрій, керуючий пристій, регістри і т.д.Перший мікропроцесор Intel 4004 з'явився в 1971 році. Він мав таку ж обчислювальну потужність, що і ENIAC, але коштував усього 200 доларів. Intel 4004 містив 2300 транзисторів, мав розрядність 4 біти, міг адресувати 640 байтів пам’яті і споживав декілька десятків ватів. Його тактова частота - характеристика, від якої залежить швидкість роботи процесора - становила одну десяту мегагерца.Перший 16-розрядний мікропроцесор і8086 фірма Intel випустила в 1978р. Він містив 29000 транзисторів, мав тактову частоту 5 мегагерц (МГц) і міг адресувати 1 Мбайт пам’яті. На базі цього мікропроцесора були створені перші комп’ютери IBM PC. З цього моменту розвиток мікропроцесорів нерозривно пов’язаний з розвитком персональний комп’ютерів. Поява нових поколінь мікропроцесорів призводила до створення на їх основі нових поколінь персональних комп’ютерів. І навпаки, зростаючі потреби в нарощенні ресурсів персональних комп’ютерів вимагали потужніших мікропроцесорів, що стимулювало їх розробку.У 1982 році був випущений процесор Intel 80286, що містив уже 134 тисячі транзисторів, міг адресувати до 16 Мбайт фізичної пам’яті і мав тактову частоту 6 МГц. Проте його принципові нововведення - захищений режим і здатність адресувати до 1 Гбайт віртуальної пам’яті майже не використовувались. Персональні комп’ютери, що були розроблені на базі Intel 80286, стали називати IBM AT.В 1985р. з’явились перші 32-розрядні мікропроцесори - Intel 80386. Розрядність шини даних і внутрішніх регістрів досягла 32 біт, що дозволило адресувати до 4Мбайт фізичної пам’яті. З’явились нові регістри, нові 32-бітні операції, був істотно допрацьований захищений режим, запроваджений режим V86 і посторінкове управління пам’яттю. Для повнішої реалізації обчислювальних можливостей мікропроцесорів Intel 80386 була створена операційна оболонка Microsoft Windows, яка започаткувала розвиток сучасних операційних систем Windows фірми Microsoft.

В 1989р. фірма Intel випустила мікропроцесор 80486, який містив 1,2 млн. транзисторів. Мікропроцесори сімейства 80486 могли адресувати фізичну пам’ять об’ємом 32 Мбайт, віртуальну пам’ять - 64 Мбайт. Існувало чотири різновидності процесора Intel 80486: 80486DX, 80486SX, 80486DX2, 80486DX4.

В 1993р. з’явились перші мікропроцесори Pentium з частотою 60 і 66 МГ. Від попереднього покоління - Intel 80486 - вони відрізнялись суперскалярною архітектурою, яка дозволяла за один такт виконувати дві інструкції. Паралельно фірма Intel стала розробляти процесор Pentium Pro, можливості якого дозволяли паралельно виконувати більше інструкцій. В зв’язку із зростаючими об’ємами графічної, відео та аудіо інформації в 1997р. був створений мікропроцесор Pentium MMX.

Технологія MMX (MultiMedia eXtension - мультимедійні розширення) дозволяла паралельну обробку інформації одною інструкцією.

В 1997р. з’явився мікропроцесор Pentium II. В його архітектурі технологія MMX була поєднана з архітектурою Pentium Pro.

В1999 році поступив у продаж процесор Intel Pentium III. Він складається вже з дев'ятьох із половиною мільйонів транзисторів і має тактову частоту - 600 МГц. Його швидкодія сягає 500 мільйонів операцій у секунду.

Зараз фірма Intel розробляє 64-мікропроцесор Merced, який повинен з’явитися в 2000-2001 роках.

2. Закон Мура.

На протязі останніх сорока років спостерігається експоненційне зростання потужностей інформаційних технологій. Основні показники інформаційних комп'ютерних і комунікаційних технологій збільшуються в геометричній прогресії. Так само за останні роки зростають показники потужності і швидкодії комп'ютерних пристроїв при незмінній ціні. Першим експоненціальне зростання комп'ютерної індустрії виявив у 1965 році один із фундаторів компанії Intel Гордон Мур. Малюючи для чергового виступу графік росту продуктивності мікросхем, він зауважив надзвичайну закономірність: у кожному новому кристалі розміщалося приблизно вдвічі більше транзисторів, ніж у попередньому, а з'являлися нові мікросхеми через рівні проміжки часу - через півтора-два роки після попередньої.

Закон Мура стверджує, що кожні півтора – два роки потужність інформаційних технологій зростає в два рази, в той час як ціна залишається незмінною.

Оцінити наслідки закону Мура в комп'ютерній індустрії зручно на прикладі мікропроцесора - ключового пристрою будь-якого електронного приладу. З'явилися перші мікропроцесори в середині шістдесятих років. Сьогодні мікропроцесори застосовуються в мобільних телефонах, факсимільних апаратах, медичному устаткуванні. Це "мозок" не тільки персонального комп'ютера, але практично будь-якого з сучасних електронних пристроїв. Але найуспішнішим стало все-таки застосування мікропроцесорів в персональних комп'ютерах. Зараз рядовий користувач персонального комп'ютера з процесором Pentium III має обчислювальну потужність, що перевищує сумарні можливості всіх американських і радянських комп'ютерів у 1969 році, на яких були розраховані параметри космічних польотів із висадкою на Місяць. Такими ж темпами ростуть обсяги оперативної пам'яті і пам'яті на жорстких дисках. Здешевлюються та вдосконалюються монітори, принтери, сканери і так далі.

Закон Мура є лише математичним виразом загальних процесів інформаційної епохи. Більшість спеціалістів вважає, що не можна назвати якусь одну причину цього процесу. Скоріше це саморегулюючий або в значній мірі регульований економічний цикл, вектор взаємодії реклами, людських очікувань, технологічних досягнень і, звичайно, величезних інвестицій в інформаційні технології.

3. Прогнози зростання комп’ютерної техніки.

Але як довго може тривати це зростання і що очікується хоча б у найближчі десять - п'ятнадцять років? Спеціалісти прогнозують, що в 2011 році мікропроцесори Intel будуть працювати на тактовій частоті 10 тисяч МГц. При цьому число транзисторів на кожному такому процесорі досягне мільярда, а обчислювальна потужність 100 мільярдів операцій у секунду. Комп'ютер із процесором такої потужності буде коштувати як і раніше біля півтори тисяч доларів і розміщатися на столі. Вже є обнадійливі результати по вакуумній-ультрафіолетовій літографії, що дозволить значно зменшити розміри транзисторів. А в лабораторних умовах вже випробувані "балістичні" транзистори, час переключення яких порядку фемтосекунди. Найважливішим знаком змін можна вважати зниження роздрібної ціни устаткування у 1999 році до одного долара за мільйон комп'ютерних операцій в секунду. В 1989-му році ця цифра становила п'ятсот, а в 1979-му - двісті п'ятдесят тисяч доларів. Прогнозується, що через десять років цей обсяг операцій буде коштувати менше цента. З такою ж швидкістю ростуть пропускні спроможності INTERNET-мереж. Ціна міжнародних телефонних переговорів знизиться до одного цента за хвилину.

І це - із сьогоднішніми оптико-волоконними магістралями, що пропускають гігабіти (109 біт) інформації в секунду. А до 2010-го року очікується таке розширення каналів, що передача інформації обсягом один терабіт (1012 біт) волоконно-оптичного зв'язку буде коштувати один цент напротязі години. При такій швидкості зв'язку всі 40 мільйонів одиниць зберігання Російської державної бібліотеки можуть бути передані за 10 хвилин у будь-яку точку нашої планети. Таким чином, сучасні процесори і широкополосні INTERNET-технології ведуть до збільшення пропускних спроможностей мереж при зменшенні експлуатаційних витрат.

4. Перспективи розвитку інформаційних технологій.

В 1996 році останні прогнози підтвердив Білл Гейтс: "Закон Мура, як видно, буде діяти ще років двадцять. Щоб скористатися перевагами неймовірної швидкодії на молекулярному рівні, комп'ютери повинні стати дуже маленькими, навіть мікроскопічними. Наука вже пояснила, як будувати супершвидкі комп'ютери. Поки не вистачає одного - технологічного прориву, але за цим, як показує історія, затримки не буде". В останні роки головним локомотивом закону Мура став INTERNET. Під’єднання до INTERNET переважної більшості шкіл і навіть дитячих садків розвинутих країн вже зараз готує покупців і споживачів інформаційно-комп'ютерної епохи. Основна ціль комп'ютерної індустрії - створити інформаційну магістраль, у яку поступово перетворюється INTERNET, щоб стати недорогим засобом поширення аудіо та відео інформації. Згідно останніх соціологічних дослідженнях час, що затрачається на INTERNET, користувачі віднаходять за рахунок телевізійних програм. В 1999-му році кількість проданих комп'ютерів перевищила сто мільйонів і зрівнялась із загальним числом продаж телевізорів. За прогнозами на 2001 рік комп'ютери будуть випереджати телевізори вже на 30 відсотків. Вже зараз INTERNET - основна причина купівлі персональних комп'ютерів у усьому світі. Наскільки велика його роль говорить цитата з недавнього повідомлення для преси компанії Intel: "INTERNET настільки ж важливий для бізнесу Intel сьогодні і в майбутньому, як кремній у минулому".

Значне зростання потужностей інформаційних технологій потрібне, в основному, для забезпечення можливості швидкого опрацювання якісних кольорових зображень - наприклад, для цифрового кіно і телебачення.. Давно відомо, що інформацію в картинках людина засвоює набагато охочіше і легше, ніж текстову і логічну. Візуалізація інформації потребує значних обсягів пам'яті комп’ютера і високої швидкодії.

5. Класифікація комп’ютерної техніки.

Класифікація комп’ютерів за внутрішньою конфігурацією чи за їх можливостями є не цілком коректною. З одного боку, внутрішня будова всіх комп’ютерів досить подібна – одні і ті ж складові. З іншого боку, динамічний науково-технічний прогрес в цій сфері унеможливлює класифікацію у відповідності за такими технічними показниками, як потужність, швидкодія, обсяг пам’яті, тощо. Справа в тім, що кожні два-три роки, як правило, межі цих параметрів зміщуються настільки, що захоплюють ділянку більш потужного класу, визначену два роки тому.

Тому сучасні засоби комп’ютерної техніки орієнтовно можна класифікувати в залежності від їх функціонального призначення наступним чином:

персональні комп’ютери;

корпоративні комп’ютери;

суперкомп’ютери.

5.1. Персональні комп’ютери.

Персональні комп’ютери - це обчислювальні системи, усі ресурси яких повністю спрямовані на забезпечення функціонування одного робочого місця користувача. Це найбагаточисельніший клас засобів обчислювальної техніки, в складі якого можна виділити персональні комп’ютери IBM PC і сумісні з ними, а також персональні комп’ютери Macintosh фірми Apple. Їх типова структура включає такі складові: системний блок, монітор та зовнішні засоби вводу -виводу інформації, до яких відносяться клавіатура, мишка. До комп’ютера можуть підключатися периферійні пристрої різного функціонального призначення (для збирання, накопичення, збері-гання, виведення і передавання інформації).

Одні периферійні при-строї призначені для встановлення взаємодії з зовнішнім носієм інформації яка передається і зберігається, інші — для встанов-лення взаємодії комп’ютера з технічними об'єктами. До перших належать: клавіатура і монітор ЕОМ, графопобудовувач, аналізатори мови та синтезатори, принтери, сканери для зчитування друкованих текстів. До пристроїв другого типу належать: пристрої зв'язку з автомати-кою технологічного обладнання (станків з ЧПУ, автоматичних лі-ній) і транспортно-складського обладнання з контрольно-вимірю-вальною апаратурою, пристроями мережного зв'язку з іншими ЕОМ, модеми (пристрої для передачі та прийому даних по телефонній ме-режі), пристрої записування-зчитування даних у штриховому коді. В свою чергу системний блок складається з процесора (та в деяких випадках співпроцесора для спеціалізованих обчислень), оперативної пам’яті, відеокарточки для роботи з монітором, вінчестера, пристроїв зчитування електронної інформації з дискет і CDROM, блоку живлення. Можливе нарощування складу системного блоку у вигляді аудіо- відео- плат для роботи з відповідною апаратурою, модему чи факс модему для під’єднання до телефонної мережі. Потужність персонального комп’ютера визначається характеристиками його основних складових, таких як швидкодія та розрядність процесора, обсягами оперативної пам’яті та ємністю вінчестера, розмірами та роздільною здатністю монітора. IBM сумісні комп’ютери за рахунок універсалізації складових дозволяють нарощувати складові системного блоку чи заміняти певні складові на більш потужні в межах двох-трьох поколінь персональних комп’ютерів. Поєднання відносної дешевизни персональних комп’ютерів з достатньо широкими можливостями для непрофесійного користувача на початку 80-х років обумовило інтенсивний розвиток сучасних інформаційних технологій.

Корпоративні комп’ютери.

Корпоративні комп’ютери (деколи ще їх називають mainframe) - це багатокористувацькі обчислювальні системи з центральним блоком з великою обчислювальною потужністю та значними інформаційними ресурсами, до якого може під’єднуватися велика кількість робочих місць з мінімальною оснащеністю (навіть монітор, клавіатура, пристрій позиціонування типу “миша” чи друкуючий пристрій не завжди обов’язкові). Для автоматизованих робочих місць, приєднаних до центрального комп’ютера, можуть використовуватися персональні комп’ютери. Сфера використання корпоративних комп’ютерів - це реалізація інформаційних технологій для забезпечення управлінської діяльності у великих фінансових і виробничих організаціях, організація різноманітних інформаційних систем, які забезпечують обслуговування великого числа користувачів в рамках однієї функції (біржові і банківські системи, бронювання і продажі білетів для надання транспортних послуг населенню та інші). Вони можуть забезпечувати сумісну діяльність багатьох менеджерів в рамках однієї організації, одного проекту, однієї сфери інформаційної діяльності при використанні однакових інформаційно-обчислювальних ресурсів.