2.4. Аппаратные средства в обеспечении автоматизированных

информационных технологий

Вычислительная машина (ВМ) - комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач. Синоним выражения «вычислительная машина» служит термин «электронная вычислительная машина (ЭВМ)» или вошедший в современную практику термин «компьютер».

Универсальные компьютеры предназначены для решения самых различных по на­правленности задач (инженерно-технические, экономические, математические, информаци­онные). Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и других мощных вычислительных комплексах.

Универсальные ВМ отличают следующие характеристики:

■ высокая производительность;

• разнообразие форм обрабатываемых данных (двоичные, десятичные, символьные) при большом диапазоне их изменения и представления;

• обширный перечень выполняемых операций (арифметические, логические, специ­альные);

• большая емкость оперативной памяти;

• развитая организация системы ввода-вывода информации при обеспечении возмож­ности подключения разнообразных видов внешних устройств.

Проблемно-ориентированные компьютеры предназначены для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими процессами. Такие ВМ обеспечивают регистрацию, накопление и обработку относительно небольших объемов данных, позволяют выполнять расчеты по сравнительно несложным алгоритмам, они обла­дают ограниченными, по сравнению с универсальными компьютерами аппаратными и про­граммными ресурсами.

Специализированные компьютеры предназначены для решения определенного узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация компьютеров позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их рабо­ты.

К специализированным компьютерам можно отнести: программируемые микропроцес­соры специального назначения; адаптеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами, агрегатами и процессами; устройства согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем.

По размерам и вычислительной мощности компьютеры можно разделить на категории:

• сверхбольшие (суперкомпьютеры, суперЭВМ); - большие;

• малые;

• сверхмалые (микрокомпьютеры или микроЭВМ).

Большие компьютеры за рубежом часто называют мэйнфреймами (mainframe). К ним относят, как правило, компьютеры, имеющие производительность не менее 100 MIPS, основную память емкостью от 512 до 10 000 Мбайт, внешнюю память не менее 100 Гбайт, многопользовательский режим работы при одновременном обслуживают от 16 до 1000 поль­зователей.

Компьютеры класса «mainframe» нашли широкое применение при решении научно-технических задач, используются в качестве платформы в вычислительных системах с па­кетной обработкой информации, в работе с большими базами данных, в управлении вычис­лительными сетями и их ресурсами, в качестве больших серверов вычислительных сетей. По данным экспертов, на мэйнфреймах сейчас находится около 70 % «компьютерной» инфор­мации.

Малые компьютеры (мини-ЭВМ) - надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по сравнению с мэйнфреймами возмож­ностями.

Мини-компьютеры обладают производительностью до 1000 MIPS, емкостью основной памяти до 8000 Мбайт, емкостью дисковой памяти до 1000 Гбайт, числом поддерживаемых пользователей от 16-до 1024.

Все модели мини-компьютеров разрабатываются на основе микропроцессорных набо­ров интегральных микросхем², 32-, 64- и 128-разрядных микропроцессоров.

Мини-компьютеры ориентированы на использование в качестве управляющих вычис­лительных комплексов. Наряду с использованием мини-компьютеров для управления техно­логическими процессами, они успешно применяются для вычислений в многопользователь­ских вычислительных системах, в системах автоматизированного проектирования, в систе­мах моделирования несложных объектов, в системе искусственного интеллекта.

Микрокомпьютеры имеют широкую номенклатуру:

Многопользовательские микрокомпьютеры - это мощные микрокомпьютеры, обору­дованные несколькими видеотерминалами и работающие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям.

Персональный компьютер (ПК) - однопользовательские микрокомпьютеры, удовле­творяющие требованиям общедоступности и универсальности применения при следующих технико-экономических характеристиках:

• малая стоимость ПК, находящаяся в пределах доступности для индивидуального по­купателя;

• автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;

• гибкость архитектуры, обеспечивающая адаптируемость к разнообразным примене­ниям в сфере управления, науки, образования, в быту;

• дружественность операционной системы и остального программного обеспечения, обусловливающая возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональ­ной подготовки;

• высокая надежность работы (более 5000 часов наработки на отказ).

Рабочие станции (work station) представляют собой однопользовательские микроком-пьютеры, часто специализированные для выполнения определенного вида работ, таких как графические, инженерные, издательские и т.д.

Серверы (server) - многопользовательские мощные микрокомпьютеры в вычислитель-ных сетях, выделенные для обработки запросов от всех рабочих станций сети.

Сетевые компьютеры (network computer) - упрощенные микрокомпьютеры, обеспечи-вающие работу в сети и доступ к сетевым ресурсам, часто специализированные на выполне-нии определенного вида работ, таких как защита сети от несанкционированного доступа, ор-ганизация просмотра сетевых ресурсов, электронной почты и т.д.