Тема 1 ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы сети

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации Специальность: Бизнес-информатика Дисциплина: Вычислительные системы, сети и телекоммуникации курс – 2 семестр – 3 Лектор: доц. Захарченко Н. Г. Нагрузка в семестре: лекций- 18 часов (9 лекций) лабораторных – 16 часов (8 лабораторных) Итог семестра - экзамен 1

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации ЛИТЕРАТУРА ОСНОВНАЯ 1. Бройдо В. Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. - СПб. : Питер, 2009. - 704 c. 2. Пятибратов А. П. , Гудыно Л. П. , Кириченко А. А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник. – М. : Финансы и статистика, 2008. - 512 c. 3. Нешвеев В. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебное пособие. Часть 2. – Белгород: Кооперативное образование, 2007. – 122 с. 2

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ Гук М. Ю. Аппаратные средства IBM PC: энциклопедия / Гук М. Ю. - 3 -е изд. - СПб. : Питер, 2008. - 1072 с. Гук М. Ю. Интерфейсы устройств хранения: ATA, SCSI и другие. Энциклопедия – СПб: Питер, 2007. – 448 с. Цилькер Б. , Орлов С. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. - СПб. : Питер, 2004 - 672 с. 3

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ План 1. Введение 2. Классификация средств ВТ 2. 1. Классификация по этапам развития (по поколениям) 2. 1. 1. Машины первого поколения 2. 1. 2. Машины второго поколения 2. 1. 3. Машины третьего поколения 2. 1. 4. Машины четвертого поколения 2. 2. Классификация по производительности 2. 2. 1. Суперкомпьютеры 2. 2. 2. Мейнфреймы 2. 2. 3. Мини-ЭВМ 2. 2. 4. Персональные компьютеры 2. 2. 5. Классификация портативных компьютеров 4

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации 2. Классификация средств ВТ Традиционно электронную вычислительную технику (ЭВТ) подразделяют на аналоговую и цифровую. В аналоговых вычислительных машинах (АВМ) обрабатываемая информация представляется соответствующими значениями аналоговых величин: тока, напряжения, угла поворота какого-то механизма и т. п. В настоящее время под словом ЭВМ обычно понимают цифровые вычислительные машины, в которых информация кодируется двоичными кодами чисел. Существуют различные классификации компьютерной техники: Ø по этапам развития (по поколениям); Ø по архитектуре; Ø по производительности; Ø по условиям эксплуатации; Ø по количеству процессоров; Ø по потребительским свойствам и т. д. Четких границ между классами компьютеров не существует. 5

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации 2. 1. Классификация по этапам развития (по поколениям) Идея делить машины на поколения возникла потому, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др. ), так и в смысле изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования. При рассмотрении этапов развития ЭВМ каждое поколение обычно в первую очередь характеризуется используемой элементной базой. Машины первого поколения Ø Быстродействие порядка 10 -20 тысяч операций в секунду Ø Отечественные машины первого поколения: МЭСМ (малая электронная счётная машина), БЭСМ, Стрела, Урал, М-20. Машины второго поколения (конец 50 -х годов) Быстродействие — до сотен тысяч операций в секунду, ёмкость памяти — до нескольких десятков тысяч слов. 6

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации Машины третьего поколения (конец 60 -х - начало 70 -х годов) Ø Примеры машин третьего поколения — семейства IBM-360, IBM 370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др. Ø Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Ø Ёмкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов. ЭВМ ЕС-1022 (третье поколение. Аналог – IBM System 360). Львовский торговоэкономический институт Центросоюза СССР, 1984 г. Характеристики: Объем ОЗУ (RAM) – 512 КИЛОБАЙТ!!!. Объем сменного НЖМД ( «винчестеры» ) – 29 МЕГАБАЙТ!!! 7

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации Машины четвертого поколения (конец 70 -х годов) Ø Характерно применение больших интегральных схем (БИС). Ø C точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы Ø Быстродействие составляет до нескольких десятков миллионов операций в секунду, ёмкость оперативной памяти порядка 1 - 64 Мбайт 2. 2. Классификация по производительности 1. Суперкомпьютеры. 2. Мэйнфреймы (универсальные компьютеры). 3. Мини-ЭВМ ( включая персональные компьютеры). 8

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации 2. 2. 1. Суперкомпьютеры Производительность суперкомпьютеров определяется в флопсах (от англ. Floating point Operations Per Second) – числе операций с плавающей запятой в секунду. Название год FLOPS флопc килофлопс 1941 1949 мегафлопс 1964 100 103 106 гигафлопс 1987 (миллион) 109 (миллиард) 1012 терафлопс 1997 (триллион) петафлопс эксафлопс зеттафлопс йоттафлопс ксерафлопс 2008 − − 1015 1018 1021 1024 1027 9

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации Шугуан-5000 IBM Roadrunner СКИФ МГУ 10

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации Технические характеристики суперкомпьютера «СКИФ МГУ» : Число процессоров/ядер в системе Тип процессора Пиковая производительность Скорость передачи сообщений между узлами Задержка при передаче пакетов данных Тип управляющей (вспомогательной) сети Оперативная память Дисковая память узлов Объем системы хранения данных Занимаемая площадь Потребляемая мощность вычислительного кластера Потребляемая мощность установки в целом Суммарная длина кабельных соединений Система бесперебойного электропитания: Исполнение Максимальная установленная мощность Количество монтажных шкафов Максимальная мощность Резервирование Климатическая система: Тип Холодопроизводительность Резервирование Теплоноситель внешнего контура охлаждения Теплоноситель внутреннего контура охлаждения Количество рядных кондиционеров Количество холодильных машин 1250/5000 четырехъядерный Intel® Xeon® E 5472, 3, 0 ГГц 60 TFlops не менее 1450 Мб/сек не более 2. 2 мкс Gigabit Ethernet 5. 5 ТБ 15 ТБ 60 ТБ 96 м 2 330 к. Вт 520 к. Вт (в пике возможно до 720 к. Вт) более 2 км модульное 400 к. Вт 20 400 к. Вт N+1, «горячая замена» компонентов модульная внутрирядная 400 к. Вт N+1 фреон вода+этиленгликоль 8 3 11

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации 2. 2. 2. Мейнфреймы Ø Мейнфреймы — универсальные компьютеры общего назначения. В 60 -70 -е годы мейнфреймы составляли большую часть мирового компьютерного парка. Ø Лидирующие позиции на рынке мейнфреймов всегда занимала фирма IBM. Ø Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200 - 300 рабочих мест. Ø Известный мэйнфрейм S/390 фирмы IBM обычно оснащается не менее чем тремя процессорами. Максимальный объём оперативного хранения достигает 342 Терабайт. 12

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации 2. 2. 3. Мини-ЭВМ Термин «мини-ЭВМ» появился в 1968 г. применительно к модели PDP-8. В настоящее время класс мини-ЭВМ чрезвычайно разнообразен: от ноутбуков и палмтопов до мощных серверов для систем масштаба предприятия. Исчезает и термин мини-ЭВМ. На смену им приходят ЭВМ других типов: серверы, обеспечивающие диспетчерские функции в сетях ЭВМ, средние ЭВМ или старшие модели персональных ЭВМ (ПЭВМ). Признаками этого класса машин является шинная организация системы, при которой все устройства “нанизываются” на общую магистраль, и стандартизация аппаратных и программных средств. 13

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации Внутри класса мини-ЭВМ принято выделять миникомпьютеры и микрокомпьютеры. Миникомпьютеры Термин “миникомпьютеры” закрепился за старшими моделями серверов, использующими архитектуру RISC и UNIX. Основными производителями на рынке миникомпьютеров являются фирмы AT&T, Intel, Hewlett-Packard, DEC, Pyramid. Подобные ЭВМ предназначены в первую очередь для работы в финансовых структурах (ЭВМ типа AS/400 (Advanced Portable Model 3) - «бизнес-компьютеры» , 64 -разрядные Микрокомпьютеры К микрокомпьютерам относят многочисленные модели персональных компьютеров, в том числе и не совместимые с IBM PC. 14

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации 2. 2. 4. Персональные компьютеры Настольный ПК Настольные ПК, поддерживающие одно рабочее место, составляют наиболее многочисленную группу персональных компьютеров, или микро-ЭВМ. Имеют практически идентичные характеристики: 32 - и 64 -разрядную архитектуру и шинную организацию системы, применяют стандартизованные аппаратные и программные средства. Большинство настольных ПК относятся к двум большим группам: IBMсовместимые ПК и ПК Apple Macintosh. К ним могут подключаться факс, модем, принтер, сканер, звуковое оборудование и другие внешние устройства. В некоторых моделях домашних ПК системный блок с монитором собраны в едином корпусе (Apple i. Mac, Acer Aspire, Compaq Presario). 15

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации Офисные ПК предназначены главным образом для работы в сети и поэтому имеют поддержку удаленного конфигурирования. Рабочие станции Рабочая станция (Workstation) отличается от обычного настольного ПК большей мощностью и, соответственно, более высокой ценой. Она занимает одно рабочее место и мало отличается внешне от ПК. Рабочие станции — это чаще всего офисные ПК, используемые для интенсивных вычислений. Сетевые компьютеры Сетевой компьютер, или NC (Net Computer) — это компонент архитектуры клиент-сервер, имеющий минимальное программное обеспечение и предназначенный для работы в сети. Отсюда второе название сетевого компьютера — тонкий клиент (thin client). Портативный ПК Портативные компьютеры отличаются как от обычных настольных машин, так и друг от друга в первую очередь габаритными размерами и весом. В портативных компьютерах фирмы-производители, как правило, стараются использовать передовые технические решения, которые впоследствии находят применение и в настольных компьютерах. 16

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации 2. 2. 5. Классификация персональных компьютеров Первые портативные компьютеры назывались Portable и весили около 10 кг. При весе 4 -5 кг они стали называться “наколенными” (Laptop). “Похудев” еще на пару килограммов, подобные машины стали называться ноутбуками (Notebook — записная книжка), а их облегченные варианты — субноутбуками (Subnotebook). Самые маленькие и легкие (вес менее одного фунта, то есть примерно 450 г) компьютеры называются “наладонными” (палмтопами, Palmtop) или HPC (Handheld PC). Наиболее распространенными портативными компьютерами являются ноутбуки и субноутбуки. Граница между ними весьма условная. Обычно считают, что вес ноутбука колеблется от 2, 2 до 4, 5 кг, а субноутбука — от 0, 9 до 2, 7 кг. Габаритные размеры ноутбука составляют обычно 50 х279 х215 мм, а субноутбука — 38 х254 х190 мм. Размер матрицы экрана современного ноутбука бывает от 11, 3 до 17 и более дюймов, а субноутбука — от 6, 4 до 11, 3 дюйма. 17

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации Палмтoпы Название “палмтопы” (Palmtop) закрепилось за классом карманных микрокомпьютеров, умещающихся на одной ладони. Такие компьютеры, вес которых не превышает одного фунта, называют также персональными цифровыми помощниками или электронными секретарями. Конструктивно палмтопы представляют собой две соединенные панели, которые могут складываться наподобие записной книжки. Обычный размер палмтопа — 20 х10 см, толщина — 2 -3 см. На одной панели располагается миниклавиатура, на другой — сенсорный экран. Для управления программами используется специальная ручка. Существуют образцы палмтопов, состоящих из одной панели, без клавиатуры. Общими недостатками палмтопов вплоть до конца 90 -х годов были собственный интерфейс, требовавший изучения, плохая совместимость с настольными компьютерами, слабые средства связи и неудобный ЖК-дисплей. Положение изменилось после того, как в 1996 году компания Microsoft разработала операционную систему Windows CE, являющуюся по сути компактной версией Windows 95 для палмтопов. Ведущими производителями палмтопов являются фирмы Compaq, Hewlett. Packard, NEC, Philips, Psion. 18

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вычислительные системы, сети и телекоммуникации ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ План 1. Введение 2. Классификация средств ВТ 2. 1. Классификация по этапам развития (по поколениям) 2. 1. 1. Машины первого поколения 2. 1. 2. Машины второго поколения 2. 1. 3. Машины третьего поколения 2. 1. 4. Машины четвертого поколения 2. 2. Классификация по производительности 2. 2. 1. Суперкомпьютеры 2. 2. 2. Мейнфреймы 2. 2. 3. Мини-ЭВМ 2. 2. 4. Персональные компьютеры 2. 2. 5. Классификация портативных компьютеров 19