4. Классификация компьютерных средств обработки информации.

Основной вид классификации средств обработки данных – классификация по производительности и характеру использования компьютеров. В соответствии с этой классификацией компьютерные средства обработки можно условно подразделить: на микрокомпьютеры, мэйнфреймы, суперкомпьютеры.

Границы между этими классами весьма размыты. Кроме того, рассмотренная классификация учитывает только автономное использование вычислительных систем. В настоящее время преобладает тенденция объединения разных вычислительных систем в вычислительные сети различного масштаба.

Вычислительная (компьютерная) сеть — комплекс территориально распределенных ЭВМ и терминальных устройств соединенных между собой каналами передачи данных.

Оценка производительности ЭВМ всегда приблизительна, поэтому для характеристики ЭВМ вместо производительности обычно указывают тактовую частоту, более объективно определяющую быстродействие машины, так как каждая операция требует для своего выполнения вполне определенного количества тактов.

Такт — время однократного срабатывания логического элемента.

Во всех ЭВМ есть специальное устройство — генератор тактовой частоты, которое выдает так называемые тактирующие импульсы, инициирующие срабатывание схем. Прежде чем логический элемент снова выполнит какую-либо минимальную функцию (микрооперацию), должно пройти некоторое время, называемое тактом. Зная тактовую частоту, и количество тактов, требуемые для выполнения той или иной команды, можно достаточно точно определить время ее выполнения.

Часто для оценки производительности ЭВМ используют некоторое число FLOPS (операций над числами с плавающей точкой в секунду), например:

100 MFLOPS (МФЛОПС) - 100 млн. (Mega) операций над числами с плавающей точкой в секунду;

100 GFLOPS (ГФЛОПС) - 100 млрд. (Giga) операций в секунду над числами с плавающей точкой в секунду.

Микрокомпьютеры. Первоначально определяющим признаком микрокомпьютера служило наличие в нем микропроцессора, т.е. центрального процессора, выполненного в виде одной микросхемы. Сейчас микропроцессоры, используются во всех без исключения классах ЭВМ, а к микрокомпьютерам относят более компактные по сравнении с мэйнфреймами ЭВМ. Производительность компьютера определяется не только характеристиками применяемого микропроцессора, но и емкостью оперативной памяти, типами периферийных устройств и др. Разновидность микрокомпьютера — микроконтроллер. Это основанное на микропроцессоре специализированное устройство, встраиваемое в систему управления или технологическую линию.

Персональные компьютеры — это микрокомпьютеры универсального назначения, рассчитанные на одного пользователя и управляемые одним человеком.

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, при этом каждое рабочее место оснащается лишь терминалом, без собственных вычислительных мощностей

Централизованная обработка данных на мэйнфрейме обходится значительно дешевле, чем распределенная обработка при клиент-серверном подходе с использованием микро-ЭВМ.

Известный мэйнфрейм S/390 фирмы IВМ обычно оснащаем и не менее чем тремя процессорами. Производительность его процессоров, пропускная способность каналов, объем оперативного хранения позволяют наращивать число рабочих мест в широком диапазоне с помощью простого добавления процессорных плат, модулей оперативной памяти и дисковых накопителей.

Суперкомпьютеры. Это очень мощные ЭВМ. Они выполняют сложнейшие расчеты почти мгновенно – более 1 трлн вычислений в секунду (1 TFLOPS). СуперЭВМ создаются в виде высокопараллельных многопроцессорных вычислительных систем (МПВС). Традиционно суперкомпьютеры используются в научной и военных сферах для решения таких задач, как прогноз погоды, моделирование ядерных испытаний и т. п. Самый быстрый компьютер в мире Tianhe-2 создан в Китае. Его скорость вычислений составляет 33 петафлопс (10¹⁵).