Поколения ЭВМ. Классификация ЭВМ

Поколения ЭВМ. Классификация ЭВМ  Поколения развития компьютерной техники  Классификации компьютерной техники Поколения развития компьютерной техники. Поколение Особенности Первое  поколение(пос ле 1946 года) Второе  поколение  (после 1955  года) Применение вакууно­ ламповой технологии,  использование систем  памяти на ртутных линиях  задержки, магнитных  барабанах, электронно­ лучевых трубках (трубках  Вильямса). Для ввода­вывода данных  использовались  перфоленты и  перфокарты, магнитные  ленты и печатающие  устройства. Была реализована  концепция хранимой  программы. Замена электронных ламп  как основных компонентов компьютера на  транзисторы. Компьютеры  стали более надежными,  быстродействие их  Быстроде й­ ствие  (операций в  секунду) Программное  обеспечение Примеры 10­20 тыс. Машинные  языки ENIAC  (США) МЭСМ  (СССР) 100­500  тыс. Алгоритмическ ие языки,  диспетчерские  системы,  пакетный  IBM 701  (США) БЭСМ­6,  БЭСМ­4,  Минск­22,  Минск­ режим 32(СССР) порядка 1 млн. IBM 360  (США) ЕС 1030,  1060 (СССР) Операционные  системы  (управление  памятью,  устройствами  ввода­вывода и  другими  ресурсами),  режим  разделения  времени Третье  поколение(пос ле 1964 года) повысилось, потребление  энергии уменьшилось. С  появлением памяти на  магнитных сердечниках  цикл ее работы  уменьшился до десятков  микросекунд. Главный принцип  структуры ­  централизация. Появились  высокопроизводительные  устройства для работы с  магнитными лентами,  устройства памяти на  магнитных дисках. Компьютеры  проектировались на основе интегральных схем малой  степени интеграции (МИС  ­ 10 ­ 100 компонентов на  кристал) и средней  степени интеграции (СИС ­ 10 ­1000 компонентов на  кристал).  Появилась идея, которая и была реализована,    проектирования семейства компьютеров с одной и той же архитектурой, в основу  которой положено  главным образом  программное обеспечение. В конце 60­х появились  мини­компьютеры. В 1971  году появился первый десятки и  сотни  млн. Базы и банки  данных Супер­  компьютеры  (многопроцес ­ сорная  архитектура  и  использовани е принципа  параллелизма ), ПЭВМ Четвертое  поколение(пос ле 1975 года) микропроцессор. Использование при  создании компьютеров  больших интегральных  схем (БИС ­ 1000 ­ 100000  компонентов на кристал) и сверхбольших  интегральных схем (СБИС  ­ 100000 ­ 10000000  компонентов на кристал).  Началом данного  поколения считают 1975  год ­ фирма Amdahl Corp.  выпустила шесть  компьютеров AMDAHL  470 V/6, в которых были  применены БИС в качестве элементной базы. Стали использоваться  быстродействующие  системы памяти на  интегральных схемах ­  МОП ЗУПВ емкостью в  несколько мегабайт. В  случае выключения  машины данные,  содержащиеся в МОП  ЗУПВ, сохраняются путем  автоматического переноса  на диск. При включении  машины запуск системы  осуществляется при  помощи хранимой в ПЗУ  (постоянное  запоминающее устройство) программы самозагрузки, Пятое  поколение(пос ле 1982 года) обеспечивающей выгрузку  операционной системы и  резидентного  программного обеспечения в МОП ЗУПВ. В середине 70­х появились первые персональные  компьютеры. Главный упор при  создании компьютеров  сделан на их  "интеллектуальность",  внимание акцентируется  не столько на элементной  базе, сколько на переходе  от архитектуры,  ориентированной на  обработку данных, к  архитектуре,  ориентированной на  обработку знаний. Обработка знаний ­  использование и обработка компьютером знаний,  которыми владеет человек  для решения проблем и  принятия решений. Классификации компьютерной техники Компьютеры могут быть классифицированы по разным признакам, например по  габаритам, по областям применения, по быстродействию, по функциям, по этапам  создания и еще по многим другим параметрам. Мы рассмотрим классификацию по обобщенному параметру, где в разной степени учтено  несколько характерных признаков:  назначение и роль компьютеров в системе обработки информации;  условия взаимодействия человека и компьютера;  габариты компьютера;  ресурсные возможности компьютера. В соответствии с вышесформулированными признаками и тенденциями развития  компьютерной техники  можно рассмотреть следующую классификацию компьютеров:  портативные компьютеры;  микрокомпьютеры, в том числе — персональные компьютеры;  мэйнфреймы (универсальные компьютеры);  суперкомпьютеры. Портативные компьютеры обычно нужны руководителям предприятий, менеджерам,  учёным, журналистам, которым приходится работать вне офиса — дома, на презентациях  или во время командировок. Основные разновидности портативных компьютеров: Laptop (наколенник, от lap — колено и top — поверх). По  размерам близок к обычному портфелю. По основным  характеристикам (быстродействие, память) примерно  соответствует настольным ПК. Сейчас компьютеры этого типа  уступают место ещё меньшим. Notebook (блокнот, записная книжка). По размерам он ближе к  книге крупного формата. Имеет вес около 3 кг. Помещается в  портфель­дипломат. Для связи с офисом его обычно  комплектуют модемом. Ноутбуки зачастую  снабжают приводами CD­ROM. Многие современные ноутбуки включают взаимозаменяемые  блоки со стандартными разъёмами. Такие модули  предназначены для очень разных функций. В одно и то же гнездо Laptop Notebook можно по мере надобности вставлять привод компакт­дисков,  накопитель на магнитных дисках, запасную батарею или  съёмный винчестер. Ноутбук устойчив к сбоям в  энергопитании. Даже если он получает энергию от обычной  электросети, в случае какого­либо сбоя он мгновенно переходит на питание от аккумуляторов. Palmtop (наладонник) — самые  маленькие современные персональные  компьютеры. Умещаются на ладони.  Магнитные диски в них заменяет  энергонезависимая электронная  память. Нет и накопителей на дисках  — обмен информацией с обычными  компьютерами идет линиям связи.  Если Palmtop дополнить набором  деловых программ, записанных в его  постоянную память,  получится персональный цифровой  помощник (Personal Digital Assistant). Персональный цифровой помощник Palmtop Микрокомпьютеры — это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в  виде микропроцессора. Продвинутые модели микрокомпьютеров имеют несколько микропроцессоров.  Производительность компьютера определяется не только характеристиками  применяемого микропроцессора, но и ёмкостью оперативной памяти, типами  периферийных устройств, качеством конструктивных решений и др. Микрокомпьютеры представляют собой инструменты для решения разнообразных  сложных задач. Их микропроцессоры с каждым годом увеличивают мощность, а  периферийные устройства — эффективность. Быстродействие — порядка 1 ­ 10  миллионов опеpаций в сек. Разновидность микрокомпьютера — микроконтроллер. Это основанное на  микропроцессоре специализированное устройство, встраиваемое в систему управления  или технологическую линию. Персональные компьютеры (ПК) — это  микрокомпьютеры универсального назначения,  рассчитанные на одного пользователя и  управляемые одним человеком. В класс персональных компьютеров входят различные машины — от дешёвых домашних  и игровых с небольшой оперативной памятью, с памятью программы на кассетной ленте и  обычным телевизором в качестве дисплея, до сверхсложных машин с мощным  процессором, винчестерским накопителем ёмкостью в десятки Гигабайт, с цветными  графическими устройствами высокого разрешения, средствами мультимедиа и другими  дополнительными устройствами. Пеpсональный компьютеp должен удовлетворять следующим требованиям:  стоимость от нескольких сотен до 5­10 тысяч доллаpов;  наличие внешних ЗУ на магнитных дисках;  объём оперативной памяти не менее 4 Мбайт;  наличие операционной системы;  способность работать с программами на языках высокого уровня;  ориентация на пользователя­непрофессионала (в простых моделях). Мейнфрейм ­ это синоним понятия "большая универсальная ЭВМ". Мейнфреймы и до сегодняшнего дня остаются наиболее мощными (не считая  суперкомпьютеров) вычислительными системами общего назначения,  обеспечивающими непрерывный круглосуточный режим эксплуатации. Они могут  включать один или несколько процессоров, каждый из которых, в свою очередь, может  оснащаться векторными сопроцессорами (ускорителями операций с суперкомпьютерной  производительностью). В нашем сознании мейнфреймы все еще ассоциируются с  большими по габаритам машинами, требующими специально оборудованных помещений с  системами водяного охлаждения и кондиционирования. Однако это не совсем так.  Прогресс в области элементно­конструкторской базы позволил существенно сократить  габариты основных устройств. Наряду со сверхмощными мейнфреймами, требующими  организации двухконтурной водяной системы охлаждения, имеются менее мощные  модели, для охлаждения которых достаточно принудительной воздушной вентиляции, и модели, построенные по блочно­модульному принципу и не требующие специальных  помещений и кондиционеров. Основными поставщиками мейнфреймов являются известные компьютерные  компании IBM, Amdahl, ICL, Siemens Nixdorf и некоторые другие, но ведущая роль  принадлежит безусловно компании IBM. Именно архитектура системы IBM/360,  выпущенной в 1964 году, и ее последующие поколения стали образцом для подражания. В нашей стране в течение многих лет выпускались машины ряда ЕС ЭВМ, являвшиеся  отечественным аналогом этой системы. В архитектурном плане мейнфреймы  представляют собой многопроцессорные системы, содержащие один или несколько  центральных и периферийных процессоров с общей памятью, связанных между собой высокоскоростными магистралями передачи данных. При этом основная вычислительная  нагрузка ложится на центральные процессоры, а периферийные процессоры (в  терминологии IBM ­ селекторные, блок­мультиплексные, мультиплексные каналы и  процессоры телеобработки) обеспечивают работу с широкой номенклатурой  периферийных устройств. Они предназначены для решения широкого класса научно­технических задач и являются  сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при  наличии не менее 200 ­ 300 рабочих мест. Централизованная обработка данных на мэйнфрейме обходится примерно в 5 ­ 6 раз  дешевле, чем распределённая обработка при клиент­серверном подходе. Известный мейнфрейм S/390 фирмы IBM обычно оснащается не менее чем тремя  процессорами. Максимальный объём оперативного хранения достигает 342 Терабайт. Производительность его процессоров, пропускная способность каналов, объём  оперативного хранения позволяют наращивать число рабочих мест в диапазоне от 20 до  200000 с помощью простого добавления процессорных плат, модулей оперативной памяти и дисковых накопителей. Десятки мейнфреймов могут работать совместно под управлением одной операционной  системы над выполнением единой задачи. Суперкомпьютеры — это очень мощные компьютеры  с производительностью свыше 100 мегафлопов (1  мегафлоп — миллион операций с плавающей точкой в  секунду). Они  называются сверхбыстродействующими. Эти машины Суперкомпьютер CRAY­1 Суперкомпьютер Crayt3e представляют собой многопроцессорные и  (или) многомашинные комплексы, работающие на  общую память и общее поле внешних устройств.  Различают суперкомпьютеры среднего класса,  класса выше среднего и переднего края (high end). Архитектура суперкомпьютеров основана на  идеях параллелизма и конвейеризации  вычислений. В этих машинах параллельно, то есть одновременно,  выполняется множество похожих операций (это  называетсямультипроцессорной обработкой).  Таким образом, сверхвысокое быстродействие  обеспечивается не для всех задач, а только для  задач, поддающихся распараллеливанию. Что такое конвейеpная обработка? Приведем  сравнение — на каждом рабочем месте конвейера  выполняется один шаг производственного процесса, а  на всех рабочих местах в одно и то же время  обрабатываются различные изделия на всевозможных  стадиях. По такому принципу устроено арифметико­ логическое устройство суперкомпьютера. Отличительной особенностью суперкомпьютеров являются векторные процессоры,  оснащенные аппаратурой для параллельного выполнения операций с многомерными  цифровыми объектами — векторами и матрицами. В них встроены векторные  регистры и параллельный конвейерный механизм обработки. Если на обычном  процессоре программист выполняет операции над каждым компонентом вектора по  очереди, то на векторном — выдаёт сразу векторые команды. Векторная аппаратура очень дорога, в частности, потому, что требуется много  сверхбыстродействующей памяти под векторные регистры. Наряду с векторно­конвейерной системой обработки данных существует и скалярная  система, основанная на выполнении обычных арифметических операций над отдельными  числами или парами чисел. Строго говоря, системы, использующие скалярную обработку данных, по своей  производительности уступают суперЭВМ, но у них наблюдаются тенденции, характерные  для высокопроизводительных вычислительных систем: необходимость распараллеливания больших задач между процессорами. Наиболее распространённые суперкомпьютеры — массово­параллельные компьютерные системы. Они имеют десятки тысяч процессоров, взаимодействующих через сложную,  иерархически организованую систему памяти. Супер­компьютеры используются для решения сложных и больших научных задач  (метеорология, гидродинамика и т. п.), в управлении, разведке, в качестве  централизованных хранилищ информации и т.д. Элементная база — микросхемы сверхвысокой степени интеграции. К суперкомпьютерам часто относят и серверы. Сервер­мощный компьютер в вычислительных сетях, который обеспечивает  обслуживание подключенных к нему компьютеров и выход в другие сети. В зависимости от назначения определяют такие типы серверов: Сервер приложений обрабатывает запросы от всех станций вычислительной сети и  предоставляет им доступ к общим системным ресурсам (базам данных, библиотекам  программ, принткрам, факсам и др.). Файл­сервер­для работы с базами данных и использования файлов информации,  хранящихся в ней.  Архивационный сервер­для резервного копирования информации в крупных  многосервисных сетях. Он использует накопители на магнитной ленте(стриммеры) со  сменными картриджами емкостью до 5 Гбайт. Обычно выполняет ежедневное  автоматическое архивирование информации от подключенных серверов и рабочих  станций. Факс­сервер­для организации эффективной многоадресной факсимильной связи, с  несколькими факсмодемными платами, со специальной защитой информации от  несанкционированного доступа в процессе передачи, с системой хранения электронных  факсов. Почтовый сервер­то же, что и факс­сервер, но для организации электронной почты, с  электронными почтовыми ящиками. Сервер печати­для эффективного использования системных принтеров.  Сервер­ телеконференций­компьютер, имеющий программу обслуживания пользователей телеконференциями и новостями, он также может иметь систему  автоматической обработки видеоизображений и др. Любой компьютер, если установить на нем соответствуещее сетевое программное  обеспечение, способен стать сервером. Кроме того, один компьютер одновременно может  выполнять несколько функций­быть, к примеру, почтовым сервером, сервером новостей,  сервером приложений и т.д. Существуют различные классификации компьютерной техники:  по этапам развития (по поколениям);  по архитектуре;  по производительности;  по условиям эксплуатации;  по количеству процессоров;  по потребительским свойствам и т.д. Четких границ между классами компьютеров не существует. По мере  совершенствования структур и технологии производства, появляются новые классы  компьютеров, границы существующих классов существенно изменяются. Электронная вычислительная машина , ЭВМ , компьютер [computer] ­ Комплекс технических и программных средств, основанный на использовании  электроники и предназначенный для автоматической или автоматизированной обработки  данных в процессе решения вычислительных и информационных задач. Впервые принципы построения и функционирования ЭВМ были сформулированы  американским ученым математиком Джоном фон Нейманом в 1945 г. В соответствии с  указанными принципами в состав ЭВМ должны входить: арифметическое логическое  устройство ( АЛУ [ALU ­ Arithmetic and Logic Unit ]), выполняющее арифметические и  логические операции; устройство управления, предназначенное для организации  выполнения программ ; запоминающие устройства ( ЗУ ); внешние  устройства для ввода­вывода данных. Поколение ЭВМ [computer generation] ­ Один из способов классификации ЭВМ по степени их развития. Каждое “поколение  ЭВМ” отличается от других архитектурой, элементной базой, степенью развитости  программных средств, производительностью и другими показателями. В настоящее время  различают пять поколений ЭВМ:  ЭВМ первого поколения [first­generation computer ] ­ использовали ламповую  элементную базу, обладали малым быстродействием и объемом памяти, имели  неразвитые операционные системы, программирование выполнялось на языках  программирования низкого уровня (конец 40­х и 50­е гг.).  ЭВМ второго поколения [second­generation computer ] ­ использовали  полупроводниковую элементную базу, изменяемый состав внешних  устройств, языки программирования высокого уровня и принцип библиотечных  программ (конец 50­х, 60­е и начало 70­х гг.).  ЭВМ третьего поколения [third­generation computer ] ­ использовали в качестве  элементной базы интегральные схемы (ИС), имели развитую  конфигурацию внешних устройств и стандартизированные средства сопряжения,  обладали большим быстродействием и объемами основной и внешней памяти.  Развитая операционная система обеспечивала работу в т.н. “мультипрограммном”  (т.е. с использованием многих программ) режиме (70­е, начало 80­х гг.).  ЭВМ четвертого поколения [fourth­generation computer ] ­  используют большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и  СБИС), виртуальную память, многопроцессорный с параллельным выполнением  операций принцип построения, развитые средства диалога (середина 80­х гг. по  настоящее время).  ЭВМ пятого поколения [fifth­generation computer ]­ характеризуются наряду с  использованием более мощных СБИС применением принципа “управления  потоками данных” (в отличие от принципа Джона фон Неймана “управления  потоками команд”), новыми решениями в архитектуре вычислительной системы и  использованием принципов искусственного интеллекта. С ЭВМ пятого поколения  связывают наряду с другими особенностями возможность ввода данных и команд  голосом. Начало разработки ЭВМ этого поколения можно отнести ко второй  половине 80­х гг., внедрения первых образцов ­ к первой половине 90­х гг. ЭВМ могут различаться также по следующим основаниям : 1. По принципу построения и действия  Аналоговая ЭВМ ( АВМ ) [analog computer ] ­ Вычислительная машина  непрерывного действия, обрабатывающая аналоговые данные. Предназначена для  воспроизведения определенных соотношений между непрерывно изменяющимися  физическими величинами. Основные области применения связаны с  моделированием различных процессов и систем.  Цифровая ЭВМ ( ЦЭВМ ) [computer ] ­ То же, что ЭВМ. Уточнение типа  (ЦЭВМ) производится в случаях, когда это особо необходимо, например, в  сложных вычислительных системах, включающих ЭВМ разных видов.  Комбинированная ( аналого­цифровая ) ЭВМ [combined computer] ­ ЭВМ,  сочетающая аналоговую и цифровую форму обработки данных. Многопроцессорная ЭВМ ( система ) [multiprocessor system (computer)] ­ ЭВМ, архитектура, которой предусматривает использование большого  числа процессоров, чем обеспечивается существенное повышение ее вычислительной  мощности и, в частности, возможность обработки значительных объемов информации.  Принципы построения таких ЭВМ реализованы в симметричных многопроцессорных  системах [SMP ­ Symmetric MultiProcessor systems ] (например, PowerScale группы  компаний Bull), системах с массовым параллелизмом [MPP ­ Massively Parallel  Processing architectures ] и др. [74, 223]. Транспьютер [transputer ­ от англ. transistor и computer] ­ 1. Микроэлектронный прибор, объединяющий на одном кристалле мощный  микропроцессор, быструю память, интерфейс внешней памяти и каналы ввода­ вывода. Предназначен для построения параллельных вычислительных структур.  Впервые был создан в 1983 г. фирмой Inmos ( Великобритания ). 2. ЭВМ с многопроцессорной параллельной архитектурой, чем обеспечивается  существенное увеличение ее производительности. При построении транспьютеров используется специальный язык параллельного  программирования Occam (подробнее см. [170, 171]). 2. По вычислительной мощности и габаритам  СуперЭВМ [supercomputer ] ­ Класс сверхпроизводительных ЭВМ,  предназначенных для решения особо сложных задач в областях науки, техники и  управления. Сверхвысокая производительность достигается преимущественно за  счет параллельной архитектуры, предусматривающей использование большого  числа функционально­ориентированных процессоров (см. выше  “многопроцессорная ЭВМ”) и параллельного программирования,  сверхглубокого охлаждения процессоров (до температур, близких к абсолютному  нулю) а также высокоскоростных СБИС. В мире насчитывается ограниченное  количество ЭВМ такого типа (порядка 500). Основными производителями их  являются фирмы США и Японии, в частности ­ Cray, Fujitsu и NEC.  Большая ЭВМ [large computer]­ ЭВМ, имеющая высокую производительность,  большой объем основной и внешней памяти, обладающая  способностью параллельной обработкиданных и обеспечивающая как пакетный,  так и интерактивный ( диалоговый) режимы работы.  ЭВМ средней производительности [medium computer ] ­ ЭВМ с  производительностью до нескольких миллионов операций в секунду, емкостью  оперативной памяти в несколько десятков Мбайт и разрядностью машинного слова  не менее 32.  Малая ЭВМ , мини­ЭВМ [small computer, minicomputer ] ­ В прошлом так  назывались ЭВМ, конструктивно выполненные в одной стойке и занимавшие  небольшой объем (порядка десятых долей кубометра). По сравнению с большими и  средними машинами мини­ЭВМ обладают существенно более низкой  производительностью и объемом памяти. Термин “мини­ЭВМ” не имеет точного  определения, он очень близок по содержанию к термину “микроЭВМ”, четкой  границы между двумя классами этих машин нет.   МикроЭВМ [microcomputer] ­ 1. Кристалл большой или сверхбольшой интегральной схемы (см. БИС и СБИС),  который в отличие от микропроцессора содержит все логические элементы,  необходимые для образования полноценной вычислительной системы. 2. ЭВМ, использующая в качестве арифметического и логического устройства  (см. АЛУ) один или несколько микропроцессоров. Указанное значение термина в  смысле отнесения ЭВМ к тому или иному классу машин может быть признано не  корректным в связи с широким применением микропроцессорной техники в  машинах разных классов. С понятием микроЭВМ связаны также термины:  Однокристальная ЭВМ [single­chip computer] ­ МикроЭВМ, выполненная на  одной большой (БИС) или сверхбольшой (СБИС) интегральной микросхеме ;  Одноплатная ЭВМ [single­board computer] ­ МикроЭВМ, у  которой микропроцессор , микросхемы устройств памяти и подсистемы ввода­ вывода а также другие основные компоненты размещены на одной печатной плате ;  Однопроцессорная ЭВМ [monoprocessor computer ] ­ ЭВМ с  одним центральным процессором .  Интеллектуальная карточка [smart card ] ­ Пластиковая карточка со  встроенным микропроцессором и памятью. Она может хранить, например, личные сведения, идентификационные шифры для охранных устройств, данные  банковского счета и т.д. 3. По назначению  Базовая ЭВМ [original computer ] ­ ЭВМ, являющаяся начальной исходной  моделью в серии ЭВМ определенного типа или вида.  Универсальная ЭВМ [universal computer ] ­ ЭВМ, предназначенная для решения  широкого класса задач. ЭВМ этого класса имеют разветвленную и алгоритмически  полную систему операций, иерархическую структуру ЗУ и развитую  систему устройств ввода­вывода данных.  Специализированная ЭВМ [specialized computer ] ­ ЭВМ, предназначенная для  решения узкого класса определенных задач. Характеристики и архитектура машин  этого класса определяются спецификой задач, на которые они ориентированы, что  делает их более эффективными в соответствующем применении по отношению к универсальным ЭВМ. К разряду специализированных могут быть отнесены, в  частности, ­ “управляющие”, “бортовые“, “бытовые“ и “выделенные“ ЭВМ (см.  ниже).  Управляющая ЭВМ [control computer ] ­ ЭВМ, предназначенная для  автоматического управления объектом (устройством, системой, процессом) в  реальном масштабе времени. Сопряжение ЭВМ с объектом управления  производится с помощью аналого­цифровых и цифро­аналоговых  преобразователей .  Бортовая ЭВМ [onboard computer ] ­ Специализированная управляющая ЭВМ,  устанавливаемая на борту транспортного средства (самолета, спутника, корабля,  автомобиля и т.п.) и предназначенная для оптимального управления  функционированием других бортовых устройств, в частности, связанных с  управлением перемещением своего носителя в пространстве.  Выделенная ЭВМ [dedicated computer ] ­ Разновидность (как  правило) однокристальной специализированной ЭВМ, встроенной в какое­либо  устройство с целью управления им или передачи ему данных. Используется в  бытовой технике и других видах устройств ­ нагревательных приборах, часах,  автомобилях, магнитофонах и т.д.  Бытовая ( домашняя ) ЭВМ [home computer ] ­ То же, что  ­ домашняя ПЭВМ или домашний ПК. 5. По функциям , выполняемым в многомашинных системах ( комплексах ) Главная ( ведущая , центральная ) ЭВМ , ГВМ , хост [master (host, central) computer] ­ 1. В многомашинных вычислительных комплексах ЭВМ, осуществляющая управление  другими ЭВМ, организацию работ в системе (вычислительной сети) и  производящая основную обработку информации . 2. В телекоммуникационных вычислительных сетях ­ ЭВМ, обеспечивающая  обслуживание сети, передачу сообщений и выполнение программ, связанных с  дополнительными функциями или задачами. Сервер [server] ­ 1. В локальных вычислительных сетях ­ специализированная ЭВМ,  управляющая использованием разделяемых между терминалами сети  дорогостоящих ресурсов системы, например, ­ внешней (дисковой) памяти, баз  данных, средств связи, принтеров и т.д. По признаку характера разделяемых  ресурсов различают файловые серверы , серверы приложений и др. (см. ниже); 2. ЭВМ, выполняющая определенные функции обслуживания вычислительной сети. Некоторые разновидности серверов :  Почтовый сервер [mail server] ­ Сервер, обеспечивающий поддержку обмена  электронной почтой в рамках сетей Интернет и Интранет (см. в частности [306]) .  Сервер­издатель [publishing server] ­ Сервер с базой данных, которые  рассылаются (“публикуются“) по другим станциям сети.  Сервер приложений [application server] ­ Сервер, управляющий работой  локальной сети ЭВМ при выполнении каких­либо прикладных задач  автоматизированной системы. Примерами такого рода задач могут служить:  обеспечение связи с другими локальными и/или телекоммуникационными  системами, коллективное использование печатающих устройств и т.п. В указанной  связи различают также: серверы связи (см. ниже) и сервер печати [print server].  Сервер ( станция ) связи [gateway server ] ­ Специализированный узел (станция,  сервер) локальной сети, обеспечивающий доступ терминалов этой сети к внешней  сети передачи данных и другим вычислительным сетям.  Сервер ( станция ) телексной связи [telex server] ­ Сервер, обеспечивающий связь данной локальной сети и отдельных ее узлов с телексной сетью.  Файловый сервер , файл­сервер [file server] ­ Сервер, управляющий созданием и  использованием информационных ресурсов локальной сети (системы ЭВМ),  включая доступ к ее БД и отдельным файлам, а также их защиту (см. ниже  также удаленный файловый сервер). Для поддержки и ведения “больших” и  “очень больших” баз данных, содержащих десятки миллионов записей,  используются т.н. многопроцессорные системы, способные эффективно  обрабатывать большие объемы информации и обладающие хорошим соотношением  характеристик цена/производительность. Разновидностью файловых серверов,  предназначенных для обеспечения резервного копирования данных абонентов сети,  являются: NFS(Network File System ) и NAS(Network Attached Storage ). Более гибкими и перспективными считаются NAS . Существует несколько разновидностей серверов NAS , использующих различные системы внешней памяти, в том числе ­  комбинированные. Подробнее см. – [625].  Телефонный сервер API [TSAPI ­ Telephony Server Application Programming  Interface ] – Сервер, предназначенный для управления вызовами, мониторинга  устройств, маршрутизации вызовов и других функций связи. Разработан  фирмой Novell при участии фирмы AT&T [346].  Мэйнфрэйм [mainframe ] ­ Мощная, высокопроизводительная ЭВМ с весьма  значительным объемом оперативной и внешней памяти, которая выполняет  функции сервера в развитыхлокальных вычислительных сетях (ЛВС) с большим  числом периферийных ЭВМ и терминалов (например, ЛВС больших организаций, фирм, учебных заведений и т.д.). Данный термин многими специалистами считается  устаревшим, в связи с развитием персональных и мини­ЭВМ [169].  Псевдо­УАТС, телефонный телекоммуникационный сервер, – Объединение в  одном продукте готового аппаратного обеспечения, серверного программного  обеспечения и программного обеспечения телефонии для выполнения функций  учрежденческой автоматической телефонной станции (УАТС). Указанный сервер  выполняет также функции, автоматического секретаря, голосовой почты и  факсимильной связи. Термин введен Эдвином Маргулисом [346].  Удаленный файловый сервер [remote file server] ­ Сервер, обеспечивающий  телеобработку и управление информационными ресурсами распределенной сети на  расстоянии через каналы связи.  Хост­узел [host ] ­ Отдельная ЭВМ или их группа, имеющая прямое сетевое  соединение с Интернет, и предоставляющая пользователям теледоступ к своим  информационным ресурсам, программно­техническим средствам и службам.  WAIS (Wide Area Information Server) ­ “ Сервер глобальной информации”  предоставляет доступ к неструктурированной информации, распределенной по  сети Интернет. Использует простой язык управления, близкий к естественному.  Поиск информации производится по ключевым словам. По режимам и месту работы  Активная ЭВМ [active computer ] ­ ЭВМ, входящая в состав многомашинного  комплекса (см. вычислительная сеть) и ведущая в данный момент обработку или  готовая к немедленной обработке задач пользователей.  Дублирующая ( резервная ) ЭВМ [slave (standby) computer] ­ ЭВМ,  ориентированная на выполнение тех же операций, что и активная ЭВМ, но  работающая в т.н. “дежурном” или “ждущем” режиме, предусматривающем  передачу ей функций активной машины в случаях сбоев в работе или выхода из  строя последней.  Периферийная ЭВМ [peripheral (satellite) computer] ­ 1. ЭВМ, управляющая  периферийным оборудованием;  ЭВМ, выполняющая вспомогательные функции, например, предварительный сбор и  обработку данных.  Подчиненная ЭВМ [slave computer ] ­ В многомашинных системах ­ ЭВМ,  работающая под управлением главной ( центральной) ЭВМ.  Псевдоведущая ЭВМ [take host] ­ ЭВМ, осуществляющая сбор статистики о  работе вычислительной сети. Поколения и  классификация компьютеров.   Первое поколение (1945­1954) ­ компьютеры на электронных лампах (вроде тех, что  были в старых телевизорах). Это доисторические времена, эпоха становления  вычислительной техники. Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и строились с целью проверки тех или иных  теоретических положений. Вес и размеры этих компьютерных динозавров, которые  нередко требовали для себя отдельных зданий, давно стали легендой. Основоположниками компьютерной науки по праву считаются Клод Шеннон ­ создатель  теории информации, Алан Тьюринг ­ математик, разработавший теорию программ и  алгоритмов, и Джон фон Нейман ­ автор конструкции вычислительных устройств, которая до сих пор лежит в основе большинства компьютеров. В те же годы возникла еще одна  новая наука, связанная с информатикой, ­ кибернетика, наука об управлении как одном из основных информационных процессов. Основателем кибернетики является американский  математик Норберт Винер. (Одно время слово "кибернетика" использовалось для обозначения вообще всей  компьютерной науки, а в особенности тех ее направлений, которые в 60­е годы считались  самыми перспективными: искусственного интеллекта и робототехники. Вот почему в  научно­фантастических произведениях роботов нередко называют "киберами". А в 90­е  годы это слово опять всплыло для обозначения новых понятий, связанных с глобальными  компьютерными сетями ­ появились такие неологизмы, как "киберпространство",  "кибермагазины" и даже "киберсекс".) Второе Поколение Во втором поколении компьютеров (1955­1964) вместо электронных ламп  использовались транзисторы, а в качестве устройств памяти стали применяться  магнитные сердечники и магнитные барабаны ­ далекие предки современных жестких  дисков. Все это позволило резко уменьшить габариты и стоимость компьютеров, которые  тогда впервые стали строиться на продажу. Но главные достижения этой эпохи принадлежат к области программ. На втором  поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется операционной  системой. Тогда же были разработаны первые языки высокого уровня ­ Фортран, Алгол,  Кобол. Эти два важных усовершенствования позволили значительно упростить и ускорить написание программ для компьютеров; программирование, оставаясь наукой, приобретает черты ремесла. Соответственно расширялась и сфера применения компьютеров. Теперь уже не только  ученые могли рассчитывать на доступ к вычислительной технике; компьютеры нашли  применение в планировании и управлении, а некоторые крупные фирмы  даже компьютеризовали свою бухгалтерию, предвосхищая моду на двадцать лет. Третье Поколение Наконец, в третьем поколении ЭВМ (1965­1974) впервые стали использоваться  интегральные схемы ­ целые устройства и узлы из десятков и сотен транзисторов,  выполненные на одном кристалле полупроводника (то, что сейчас называют  микросхемами). В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по  всей день используется в персональных компьютерах в качестве оперативной. В эти годы производство компьютеров приобретает промышленный размах. Пробившаяся  в лидеры фирма IBM первой реализовала семейство ЭВМ ­ серию полностью  совместимых друг с другом компьютеров от самых маленьких, размером с небольшой  шкаф (меньше тогда еще не делали), до самых мощных и дорогих моделей. Наиболее  распространенным в те годы было семейство System/360 фирмы IBM, на основе которого  в СССР была разработана серия ЕС ЭВМ. Еще в начале 60­х появляются первые миникомпьютеры ­ небольшие маломощные  компьютеры, доступные по цене небольшим фирмам или лабораториям. Миникомпьютеры представляли собой первый шаг на пути к персональным компьютерам, пробные образцы  которых были выпущены только в середине 70­х годов. Известное семейство  миникомпьютеров PDP фирмы Digital Equipment послужило прототипом для советской  серии машин СМ. Между тем количество элементов и соединений между ними, умещающихся в одной  микросхеме, постоянно росло, и в 70­е годы интегральные схемы содержали уже тысячи  транзисторов. Это позволило объединить в единственной  маленькой детальке большинство компонентов компьютера ­ что и сделала в 1971 г.  фирма Intel, выпустив первый микропроцессор, который предназначался для только­ только появившихся настольных калькуляторов. Этому изобретению суждено было  произвести в следующем десятилетии настоящую революцию ­ ведь микропроцессор  является сердцем и душой нашего с вами персонального компьютера. Но и это еще не все ­ поистине, рубеж 60­х и 70­х годов был судьбоносным временем.  В 1969 г. зародилась первая глобальная компьютерная сеть ­ зародыш того, что мы сейчас  называем Интернетом. И в том же 1969 г. одновременно появились операционная  система Unix и язык программирования С ("Си"), оказавшие огромное влияние на  программный мир и до сих пор сохраняющие свое передовое положение. Четвертое Поколение К сожалению, дальше стройная картина смены поколений нарушается. Обычно считается,  что период с 1975 по 1985 гг. принадлежит компьютерам четвертого  поколения. Однако есть и другое мнение ­ многие полагают, что достижения этого  периода не настолько велики, чтобы считать его равноправным поколением. Сторонники  такой точки зрения называют это десятилетие принадлежащим "третьему­с половиной"  поколению компьютеров, и только с1985 г., по их мнению, следует отсчитывать годы  жизни собственно четвертого поколения, здравствующего и по сей день. Так или иначе, очевидно, что начиная с середины 70­х все меньше становится  принципиальных новаций в компьютерной науке. Прогресс идет в основном по пути  развития того, что уже изобретено и придумано, ­ прежде всего за счет повышения  мощности и миниатюризации элементной базы и самих компьютеров. И, конечно же, самое главное ­ что с начала 80­х, благодаря появлению персональных  компьютеров, вычислительная техника становится по­настоящему массовой и  общедоступной. Складывается парадоксальная ситуация: несмотря на то, что  персональные и миникомпьютеры по­прежнему во всех отношениях отстают от больших  машин, львиная доля новшеств последнего десятилетия ­ графический пользовательский  интерфейс, новые периферийные устройства, глобальные сети ­ обязаны своим  появлением и развитием именно этой "несерьезной" технике. Большие компьютеры и  суперкомпьютеры, конечно же, отнюдь не вымерли и продолжают развиваться. Но теперь  они уже не доминируют на компьютерной арене, как было раньше. Пятое Поколение и Суперкомпьютеры Переход к компьютерам пятого поколения предполагал переход к новым архитектурам,  ориентированным на создание искусственного интеллекта. Считалось, что архитектура компьютеров пятого поколения будет содержать два  основных блока. Один из них ­ собственно компьютер, в котором связь с пользователем  осуществляет блок, называемый "интеллектуальным интерфейсом". Задача интерфейса ­  понять текст, написанный на естественном языке или речь, и изложенное таким образом  условие задачи перевести в работающую программу. Основные требования к компьютерам 5­го поколения: Создание развитого человеко­ машинного интерфейса (распознавание речи, образов); Развитие логического  программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта;  Создание новых технологий в производстве вычислительной техники; Создание новых  архитектур компьютеров и вычислительных комплексов. Новые технические возможности вычислительной техники должны были расширить круг  решаемых задач и позволить перейти к задачам создания искусственного интеллекта. В  качестве одной из необходимых для создания искусственного интеллекта составляющих  являются базы знаний (базы данных) по различным направлениям науки и техники. Для  создания и использования баз данных требуется высокое быстродействие вычислительной  системы и большой объем памяти. Универсальные компьютеры способны производить  высокоскоростные вычисления, но не пригодны для выполнения с высокой скоростью  операций сравнения и сортировки больших объемов записей, хранящихся обычно на  магнитных дисках. Для создания программ, обеспечивающих заполнение, обновление баз  данных и работу с ними, были созданы специальные объектно ориентированные и  логические языки программирования, обеспечивающие наибольшие возможности по  сравнению с обычными процедурными языками. Структура этих языков требует перехода  от традиционной фон­неймановской архитектуры компьютера к архитектурам,  учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта. К классу суперкомпьютеров относят компьютеры, которые имеют максимальную на  время их выпуска производительность, или так называемые компьтеры 5­го поколения. Первые суперкомпьютеры появились уже среди компьютеров второго поколения (1955  ­ 1964, см. компьютеры второго поколения), они были предназначены для решения  сложных задач, требовавших высокой скорости вычислений.Это LARC фирмы  UNIVAC, Stretch фирмы IBM и "CDC­6600" (семейство CYBER)  фирмы Control Data Corporation, в них были применены методы параллельной обработки  (увеличивающие число операций, выполняемых в единицу времени), конвейеризация  команд (когда во время выполнения одной команды вторая считывается из памяти и  готовится к выполнению) и параллельная обработка при помощи процессора сложной  структуры, состоящего из матрицы процессоров обработки данных и специального  управляющего процессора, который распределяет задачи и управляет потоком данных в  системе. Компьютеры, выполняющие параллельно несколько программ при помощи  нескольких микропроцессоров, получили название мультипроцессорных систем. Отличительной особенностью суперкомпьютеров являются векторные процессоры,  оснащенные аппаратурой для параллельного выполнения операций с многомерными  цифровыми объектами ­ векторами и матрицами. В них встроены векторные регистры и  параллельный конвейерный механизм обработки. Если на обычном процессоре  программист выполняет операции над каждым компонентом вектора по очереди, то на  векторном ­ выдаёт сразувекторые команды Компьютеры фирмы Cray Research стали классикой в области векторно­конвейерных  суперкомпьютеров. Существует легенда, что первый суперкомпьютер Cray был собран в  гараже, однако этот гараж был размером 20 х 20 метров, а платы для нового компьютера  заказывались на лучших заводах США. Компьютер Cray­1, работа над которым была  закончена в 1976 году относится к классу первых  сверхвысокопроизводительных векторных  компьютеров. К этому классу относятся также  машины Иллиак­IV, STAR­100, ASC.  Производительность Cray­1 составляла  166 Мфлоп/сек. Компьютер был собран на  интегральных схемах. Выполнял 128 инструкций. В  состав структуры компьютера Cray­1 входили: 1. Основная память, объемом до 1048576 слов, разделенная на 16 независимых блоков,  емкостью 64К слов каждый; 2. Регистровая память, состоящая из пяти групп быстрых регистров, предназначенных для хранения и преобразования адресов, для хранения и обработки векторных величин; 3. Функциональные модули, в состав которых входят 12 параллельно работающих  устройств, служащих для выполнения арифметических и логических операций над  адресами, скалярными и векторными величинами. Двенадцать функциональных устройств машины Cray­1, играющие роль арифметико­ логических преобразователей, не имеют непосредственной связи с основной памятью. Так  же как и в машинах семейства CDC­6000, они имеют доступ только к быстрым  операционным регистрам, из которых выбираются операнды и в которые записываются  результаты выполнения операций; 4. Устройство, выполняющее функции управления параллельной работой модулей, блоков и устройств центрального процессора; 5. 24 канала ввода­вывода, организованные в 6 групп с максимальной пропускной  способностью 500000 слов в секунду (2 млн. байт в сек.); 6. Три группы операционных регистров, непосредственно связанных с арифметико­ логическими устройствами, называются основными. К ним относятся восемь А­регистров, состоящих из 24 разрядов каждый. А­регистры связаны с двумя функциональными  модулями, выполняющими сложение (вычитание) и умножение целых чисел. Эти операции используются главным образом для преобразования адресов, их базирования и  индексирования. Они также используются для организации счетчиков циклов. В ряде  случаев А­регистры используются для выполнения арифметических операций над целыми числами. До середины 80­х годов в списке крупнейших производителей суперкомпьютеров в мире  были фирмы Sperry Univac и Burroughs. Первая известна, в частности,  своимимэйнфреймами UNIVAC­1108 и UNIVAC­1110, которые широко использовались в  университетах и государственных организациях. После слияния Sperry Univac и Burroughs объединенная  фирма UNISYS продолжала поддерживать обе  линии мэйнфреймов с сохранением совместимости  снизу вверх в каждой. Это является ярким  свидетельством непреложного правила,  поддерживавшего развитие мэйнфреймов ­ сохранение работоспособности ранее  разработанного программного обеспечения. В мире суперкомпьютеров известна и компания Intel. Многопроцессорные  компьютеры Paragon фирмы Intel в семействе многопроцессорных структур с  распределенной памятью стали такой же классикой, как компьютеры  фирмы Cray Research в области векторно­конвейерных суперкомпьютеров. История микропроцессоров берет начало с 1971 года, когда еще ни кому не  известная фирма Intel выпустила первый микропроцессор I4004. Его  характеристики по сравнению с нынешними гигантами­процессорами были  крошечными. Он имел разрядность данных 4 бита, тактовую частоту 108 кГц,  способность адресовать 60 байт памяти и производительность 0,06 MIPS  (Millions of Instructions Per Second). Cодержал он 2300 транзисторов и выполнялся по технологии с разрешением 10 мкм. С создания первого микропроцессора началась  великая эпоха компьютеризации. По системе команд и архитектуре различают 2  вида процессоров CISC и RISC. CISC ­ Complete Instruction Set Computer ­ процессоры (компьютеры) с  полным набором инструкций. Такие процессоры начали изготавливаться в  1971 году компанией Intel. Компания быстро росла и расширялась и ее продукция стала  пользоваться большим спросом на мировом рынке. В 1978 году компания выпустила  модель i8086, что положило началу прозводства семейства x86. Все модели этого  семейства нельзя отнести к СISC процессорам так как 486 процессор имел комбинированная архитектуру ­ CISC­процессор и RISC­ядро. 486 модель стала  последней в x86 семействе, а на смену ему пришло новое ­ семейство Pentium`ов. Помимо  компании Intel существовали и другие компании­гиганты, производящие CISC­ процессоры, такие как AMD, Cyrix, IDT . Для удобства работы на данных процессорах  используют такие операционные системаы, как Windows и Linux. CISC процессоры : " Pentium MMX " Celeron " Pentium II " Pentium III " Pentium IV "  AMD­K6®­2 " AMD­K6®­III " AMD Athlon™ " Cyrix 6x86MX™ " Cyrix MediaGX™  " Cyrix M II™ " IDT WinChip 2™ " IDT WinChip C6™ RISC ­ Reduced (Restricted) Instruction Set  Computer ­ процессоры с сокращенной системой команд. Такие процессоры обычно  имеют набор однородных регистров универсального назначения, и их система команд  отличается относительной простотой. Такие процессоры находят применения на UNIX  серверах. В мире производят множество разновидностей RISC  процессоров. Например компания Motorola производит как 16­ти разрядные, так и 24­х  разрядные процессоры, а компания Analog Devices производит 16­ти и 32­х разрядные  процессоры. Помимо этих компаний существует компания Texas Instruments, и Sun. RISC процессоры: " Процессоры компании Analog Devices " Процессоры  компании Motorola " Сигнальные процессоры компании Texas Instruments   Классификация ЭВМ по принципу действия. Компьютер – комплекс технических средств, предназначенных для автоматической  обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач. По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса:  аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ) и гибридные (ГВМ). Критерием деления вычислительных машин на эти три класса являются форма  представления информации, с которой они работают.  ЦВМ – вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией,  представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.  АВМ ­ вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией,  представленной в непрерывной (аналоговой) форме, то есть в виде непрерывного  ряда значений какой­либо физической величины (чаще всего электрического  напряжения).  ГВМ – вычислительные машины комбинированного действия работают с  информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения  задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами. Две формы представления информации в машинах: а – аналоговая; б – цифровая  импульсная Аналоговые вычислительные машины весьма просты и удобны в эксплуатации;  программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое; скорость  решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь угодно  большой (больше, чем у ЦВМ), но точность решения задач очень низкая (относительная  погрешность 2­5 %). На АВМ наиболее эффективно решать математические задачи,  содержащие дифференциальные уравнения, не требующие сложной логики. Наиболее широкое распространение получили ЦВМ с электрическим представлением  дискретной информации – электронные цифровые вычислительные машины, обычно  называемые просто электронными вычислительными машинами. Классификация ЭВМ по этапам создания. По этапам создания и используемой элементной базе ЭВМ условно делятся на поколения:  Первое поколение, 50­е годы; ЭВМ на электронных вакуумных лампах.  Второе поколение, 60­е годы; ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах  (транзисторах).  Третье поколение, 70­е годы; ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с  малой и средней степенью интеграции (сотни – тысячи транзисторов в одном  корпусе).  Четвертое поколение, 80­е годы; ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных  схемах – микропроцессорах (десятки тысяч – миллионы транзисторов в одном  Пятое поколение, 90­е годы; ЭВМ с многими десятками параллельно работающих  микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний;  ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно­векторной структурой,  одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;  Шестое и последующие поколения; оптоэлектронные ЭВМ с массовым  параллелизмом и нейтронной структурой – с распределенной сетью большого числа  (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру  нейтронных биологических систем. Каждое следующее поколение ЭВМ имеет по сравнению с предыдущими существенно  лучшие характеристики. Так, производительность ЭВМ и емкость всех запоминающих  устройств увеличивается, как правило, больше чем на порядок. Классификация ЭВМ по назначению По назначению ЭВМ можно разделить на три группы: универсальные (общего назначения), проблемно­ориентированные и специализированные. Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно­ технических задач: экономических, математических, информационных и других задач,  отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других  мощных вычислительных комплексах. Характерными чертами универсальных ЭВМ является:  высокая производительность;  разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятиричных, символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой степени их представления;  обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических, логических,  так и специальных;  большая емкость оперативной памяти;  развитая организация системы ввода­вывода информации, обеспечивающая  подключение разнообразных видов внешних устройств. Проблемно­ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач,  связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией,  накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением  расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными по  сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами. К проблемно­ориентированным ЭВМ можно отнести, в частности, всевозможные  управляющие вычислительные комплексы. Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или  реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ  позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и  стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы. К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемые  микропроцессоры специального назначения; адептеры и контроллеры, выполняющие  логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами  согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем.К таким компьютерам  также относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов,  космических аппаратов. Бортовые компьютеры управляют средствами ориентации и  навигации, осуществляют контроль за состоянием бортовых систем, выполняют  некоторые функции автоматического управления и связи, а также большинство функций  оптимизации параметров работы объекта (например, оптимизацию расхода топлива  объекта в зависимости от конкретных условий движения). Специализированные мини­ ЭВМ, ориентированные на работу с графикой, называют графическими станциями.  Специализированные компьютеры, объединяющие компьютеры предприятия в одну сеть,  называют файловыми серверами. Компьютеры, обеспечивающие передачу информации  между различными участниками всемирной компьютерной сети, называют сетевыми  серверами. Во многих случаях с задачами специализированных компьютерных систем могут  справляться и обычные универсальные компьютеры, но считается, что использование  специализированных систем все­таки эффективнее. Критерием оценки эффективности  выступает отношение производительности оборудования к величине его стоимости. Классификация ЭВМ по размерам и функциональным возможностям По размерам и функциональным возможностям ЭВМ можно разделить на сверхбольшие,  большие, малые, сверхмалые (микроЭВМ). Функциональные возможности ЭВМ обусловливают важнейшие технико­ эксплуатационные характеристики:  быстродействие, измеряемое усредненным количеством операций, выполняемых  машиной за единицу времени;  разрядность и формы представления чисел, с которыми оперирует ЭВМ;  номенклатура, емкость и быстродействие всех запоминающих устройств;  номенклатура и технико­экономические характеристики внешних устройств  хранения, обмена и ввода­вывода информации;  типы и пропускная способность устройств связи и сопряжения узлов ЭВМ между  собой (внутримашинного интерфейса);  способность ЭВМ одновременно работать с несколькими пользователями и  выполнять одновременно несколько программ (многопрограммность);  типы и технико­эксплутационные характеристики операционных систем,  используемых в машине;  наличие и функциональные возможности программного обеспечения;  способность выполнять программы, написанные для других типов ЭВМ  (программная совместимость с другими типами ЭВМ);  система и структура машинных команд;  возможность подключения к каналам связи и к вычислительной сети;  эксплуатационная надежность ЭВМ;  коэффициент полезного использования ЭВМ во времени, определяемый  соотношением времени полезной работы и времени профилактики. Схема классификации ЭВМ, исходя из их вычислительной мощности и габаритов. Исторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база которых прошла путь от электронных ламп до интегральных схем со сверхвысокой степенью интеграции. Первая  большая ЭВМ ЭНИАК была создана в 1946 году. Эта машина имела массу более 50 т.,  быстродействие несколько сотен операций в секунду, оперативную память емкостью 20  чисел; занимала огромный зал площадью 100 кв.м. Производительность больших ЭВМ оказалась недостаточной для ряда задач:  прогнозирования метеообстановки, управления сложными оборонными комплексами,  моделирования экологических систем и др. Это явилось предпосылкой для разработки и  создания суперЭВМ, самых мощных вычислительных систем, интенсивно развивающихся  и в настоящее время. Появление в 70­х годах малых ЭВМ обусловлено, с одной стороны, прогрессом в области  электронной элементной базы, а с другой – избыточностью ресурсов больших ЭВМ для  ряда приложений. Малые ЭВМ используются чаще всего для управления  технологическими процессами. Они более компактны и значительно дешевле больших  ЭВМ. Дальнейшие успехи в области элементной базы и архитектурных решений привели к  возникновению супермини­ЭВМ – вычислительной машины, относящейся по архитектуре, размерам и стоимости к классу малых ЭВМ, но по производительности сравнимой с  большой ЭВМ. Изобретение в 1969 году микропроцессора привело к появлению в 70­х годах еще одного  класса ЭВМ – микроЭВМ. Именно наличие микропроцессора служило первоначально определяющим признаком микроЭВМ. Сейчас микропроцессоры используются во всех  без исключения классах ЭВМ. СуперЭВМ К СуперЭВМ относятся мощные многопроцессорные вычислительные машины с  быстродействием сотни миллионов – десятки миллиардов операций в секунду. Типовая модель суперЭВМ 2000 г. по прогнозу будет иметь следующие характеристики:  высокопараллельная многопроцессорная вычислительная система с  быстродействием примерно 100000 MFLOPS;  емкость: оперативной памяти 10 Гбайт, дисковой памяти 1 – 10 Тбайт (или 1000  Гбайт);  разрядность 64; 128 бит. Фирма Cray Research намерена в 2000 г. создать суперЭВМ производительностью 1  TFLOPS = 1000000 MFLOPS. Создать такую высокопроизводительную ЭВМ по современной технологии на одном  микропроцессоре не представляется возможным в виду ограничения, обусловленного  конечным значением скорости распространения электромагнитных волн (300000 км/с),  ибо время распространения сигнала на расстояние несколько миллиметров (линейный  размер стороны микропроцессора) при быстродействии 100 млрд. оп/с становится  соизмеримым с временем выполнения одной операции. Поятому суперЭВМ создаются в  виде высокопараллельных многопроцессорных вычислительных систем (МПВС). Высокопараллельные МПВС имеют несколько разновидностей:  магистральные (конвейерные) МПВС, в которых процессоры одновременно  выполняют разные операции над последовательным потоком обрабатываемых  данных; по принятой классификации такие МПВС относятся к системам с  многократным потоком команд и однократным потоком данных (МКОД или MISD)  векторные МПВС, в которых все процессоры одновременно выполняют одну  команду над различными данными – однократный поток команд с многократным  потоком данных (ОКМД или SIMD).  матричные МПВС, в которых микропроцессоры одновременно выполняют разные  операции над несколькими последовательными потоками обрабатываемых данных  (МКМД или MIMD). В суперЭВМ используются все три варианта архитектуры МПВС:  структура MIMD в классическом ее варианте (например, в суперкомпьютере BSP  фирмы Burroughs  параллельно­конвейерная модификация, иначе, MMISD, т.е. многопроцессорная  MISD­ архитектура (например, в суперкомпьютере «Эльбрус 3»).  параллельно­векторная модификация, иначе, MSIMD, т.е. многопроцессорная  SIMD­архитектура (например, в суперкомпьтере Cray 2). Наибольшую эффективность показала MSIMD­архитектура, поэтому в современных  суперЭВМ чаще всего используется именно она (суперкомпьютеры фирм Cray, Fujistu,  NEC, Hitachi и др.) Большие ЭВМ Это самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных  организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. За рубежом компьютеры этого  класса называют мэйнфреймами (mainframe). В России за ними закрепился  термин большие ЭВМ. Штат обслуживания большой ЭВМ составляет до многих  десятков человек. На базе таких суперкомпьютеров создают вычислительные центры,  включающие в себя несколько отделов или групп:  Центральный Процессор — основной блок ЭВМ, в котором непосредственно и  происходит обработка данных и вычисление результатов. Обычно центральный  процессор представляет собой несколько стоек аппаратуры и размещается в  отдельном помещении, в котором соблюдаются повышенные требования по  температуре, влажности, защищенности от электромагнитных помех, пыли и дыма.  Группа системного программирования занимается разработкой, отладкой и  внедрением программного обеспечения, необходимого для функционирования  самой вычислительной системы. Работников этой группы называют системными  программистами. Они должны хорошо знать техническое устройство всех  компонентов ЭВМ, поскольку их программы предназначены в первую очередь для  управления физическими устройствами. Системные программы обеспечивают  взаимодействие программ более высокого уровня с оборудованием, то есть группа  системного программирования обеспечивает программно­аппаратный интерфейс  вычислительной системы.  Группа прикладного программирования занимается созданием программ для  выполнения конкретных операций с данными. Работников этой группы называют  прикладными программистами. В отличие от системных программистов им не надо  знать техническое устройство компонентов ЭВМ, поскольку их программы  работают не с устройствами, а с программами, подготовленными системными  программистами. С другой стороны, с их программами работают пользователи, то  есть конкретные исполнители работ. Поэтому можно говорить о том, что группа  прикладного программирования обеспечивает пользовательский интерфейс  вычислительной системы.  Группа подготовки данных занимается подготовкой данных, с которыми будут  работать программы, созданные прикладными программистами. Во многих случаях  сотрудники этой группы сами вводят данные с помощью клавиатуры, но они могут  выполнять и преобразование готовых данных из одного вида в другой. Так,  например, они могут получать иллюстрации, нарисованные художниками на бумаге,  и преобразовывать их в электронный вид с помощью специальных устройств,  называемых сканерами.  Группа технического обеспечения занимается техническим обслуживанием всей  вычислительной системы, ремонтом и наладкой устройств, а также подключением  новых устройств, необходимых для работы прочих подразделений.  Группа информационного обеспечения обеспечивает технической информацией  все прочие подразделения вычислительного центра по их заказу. Эта же группа  создает и хранит архивы ранее разработанных программ и накопленных данных.  Такие архивы называют библиотеками программ или банками данных.  Отдел выдачи данных получает данные от центрального процессора и преобразует их в форму, удобную для заказчика. Здесь информация распечатывается на  печатающих устройствах (принтерах) или отображается на экранах дисплеев. К мейнфреймам относятся, как правило, компьютеры, имеющие следующие  характеристики:  производительность не менее 10 MIPS;  основную память емкостью от 64 до 10000 MIPS;  внешнюю память не менее 50 Гбайт;  многопользовательский режим работы (обслуживают одновременно от 16 до 1000  пользователей). Основные направления эффективного применения мейнфреймов – это решение научно­ технических задач, работа в вычислительных системах с пакетной обработкой  информации, работа с большими базами данных, управление вычислительными сетями и  их ресурсами. Последнее направление – использование мейнфреймов в качестве больших  серверов вычислительных сетей часто отмечается специалистами среди наиболее  актуальных. Большие ЭВМ отличаются высокой стоимостью оборудования и обслуживания, поэтому  работа таких суперкомпьютеров организована по непрерывному циклу. Наиболее  трудоемкие и продолжительные вычисления планируют на ночные часы, когда количество обслуживающего персонала минимально. В дневное время ЭВМ исполняет менее  трудоемкие, но более многочисленные задачи. При этом для повышения эффективности  компьютер работает одновременно с несколькими задачами и, соответственно, с  несколькими пользователями. Он поочередно переключается с одной задачи на другую и  делает это настолько быстро и часто, что у каждого пользователя создается впечатление,  будто компьютер работает только с ним. Такое распределение ресурсов вычислительной  системы носит название принципа разделения времени. Родоначальником современных больших ЭВМ, по стандартам которой в последние  несколько десятилетий развивались ЭВМ этого класса в большинстве стран мира,  является фирма IBM. Среди лучших современных разработок мейнфреймов за рубежом в первую очередь  следует отметить: американский IBM 390, IBM 4300, (4331, 4341, 4361, 4381), пришедшие на смену IBM 380 в 1979 году, и IBM ES/9000, созданные в 1990 году, а также японские  компьютеры M 1800 фирмы Fujitsu. Мини Надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько  более низкими по сравнению с мейнфреймами возможностями и, соответственно меньшей  стоймостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, научными  учреждениями и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную  деятельность с научной. Мини­ЭВМ (и наиболее мощные из них супермини­ЭВМ)  обладают следующими характеристиками:  производительность до 100 MIPS;  емкость основной памяти – 4­512 Мбайт;  емкость дисковой памяти ­ 2­100 Гбайт;  число поддерживаемых пользователей – 16­512. Все модели мини­ЭВМ разрабатываются на основе микропроцессорных наборов  интегральных микросхем, 16­, 32­, 64­разрядных микропроцессоров. Основные их  особенности: широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения,  аппаративная реализация большинства системных функций ввода­вывода информации,  простая реализация микропроцессорных и многомашинных систем, высокая скорость  обработки прерываний, возможность работы с форматами данных различной длины. К достоинствам мини­ЭВМ можно отнести: специфичную архитектуру с большой  модульностью, лучше, чем у мейнфреймов, соотношение производительность/цена,  повышенная точность вычислений. Мини­ЭВМ ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных  комплексов. Традиционная для подобных комплексов широкая номенклатура  периферийных устройств дополняется блоками межпроцессорной связи, благодаря чему  обеспечивается реализация вычислительных систем с изменяемой структурой. Мини­ЭВМ часто применяют для управления производственными процессами. Например,  в механическом цехе компьютер может поддерживать ритмичность подачи заготовок,  узлов и комплектующих на рабочие места, управлять гибкими автоматизированными  линиями и промышленными роботами, собирать информацию с инструментальных постов  технического контроля и сигнализировать о необходимости замены изношенных  инструментов и приспособлений, готовить данные для станков с числовым программным  управлением, а также своевременно информировать цеховые и заводские службы о  необходимости выполнения мероприятий по переналадке оборудования. Например, он  может помогать экономистам в осуществлении контроля за себестоимостью продукции,  нормировщикам в оптимизации времени технологических операций, конструкторам в  автоматизации проектирования станочных приспособлений, бухгалтерии в осуществлении учета первичных документов и подготовки регулярных отчетов для налоговых органов.  Для организации работы с мини­ЭВМ тоже требуется специальный вычислительный  центр, хотя и не такой многочисленный, как для больших ЭВМ. Наряду с использованием для управления технологическими процессами мини­ЭВМ  успешно применяется для вычислений в многопользовательских вычислительных системах, в системах автоматизированного проектирования, в системах моделирования  несложных объектов, в системах искусственного интеллекта. МикроЭВМ Компьютеры данного класса доступны многим предприятиям. Организации,  использующие микро­ЭВМ, обычно не создают вычислительные центры. Для  обслуживания такого компьютера им достаточно небольшой вычислительной лаборатории в составе нескольких человек. В число сотрудников вычислительной лаборатории  обязательно входят программисты, хотя напрямую разработкой программ они не  занимаются. Необходимые системные программы обычно покупают вместе с микроЭВМ,  а разработку нужных прикладных программ заказывают более крупным вычислительным  центрам или специализированным организациям. Программисты вычислительной лаборатории занимаются внедрением приобретенного или заказанного программного обеспечения, выполняют его доводку и настройку,  согласовывают его работу с другими программами и устройствами компьютера. Хотя  программисты этой категории и не разрабатывают системные и прикладные программы,  они могут вносить в них изменения, создавать или изменять отдельные фрагменты. Это  требует высокой квалификации и универсальных знаний. Программисты, обслуживающие  микро­ЭВМ, часто сочетают в себе качества системных и прикладных программистов  одновременно. Можно привести следующую классификацию микроЭВМ: Универсальные Многопользовательские микроЭВМ – это мощные микроЭВМ, оборудованные  несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что  позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям. Персональные компьютеры(ПК) – однопользовательские микроЭВМ удовлетворяющие  требованиям общедоступности и универсальности применения, рассчитанные на одного  пользователя и управляемые одним человеком. Пеpсональный компьютеp должен  удовлетворять следующим требованиям:  стоимость от нескольких сотен до 5­10 тысяч доллаpов;  наличие внешних ЗУ на магнитных дисках;  объём оперативной памяти не менее 4 Мбайт;  наличие операционной системы;  способность работать с программами на языках высокого уровня;  ориентация на пользователя­непрофессионала (в простых моделях). Портативные компьютеры обычно нужны руководителям предприятий, менеджерам,  учёным, журналистам, которым приходится работать вне офиса — дома, на презентациях  или во время командировок. Основные разновидности портативных компьютеров: Laptop (наколенник, от lap — колено и top — поверх). По размерам близок к обычному  портфелю. По основным характеристикам (быстродействие, память) примерно  соответствует настольным ПК. Сейчас компьютеры этого типа уступают место ещё  меньшим. Notebook (блокнот, записная книжка). По размерам он ближе к книге крупного формата.  Имеет вес около 3 кг. Помещается в портфель­дипломат. Для связи с офисом его обычно  комплектуют модемом. Ноутбуки зачастую снабжают приводами CD­ROM. Многие  современные ноутбуки включают взаимозаменяемые блоки со стандартными разъёмами.  Такие модули предназначены для очень разных функций. В одно и то же гнездо можно по  мере надобности вставлять привод компакт­дисков, накопитель на магнитных дисках,  запасную батарею или съёмный винчестер. Ноутбук устойчив к сбоям в энергопитании.  Даже если он получает энергию от обычной электросети, в случае какого­либо сбоя он  мгновенно переходит на питание от аккумуляторов. Palmtop (наладонник) — самые маленькие современные персональные компьютеры.  Умещаются на ладони. Магнитные диски в них заменяет энергонезависимая электронная  память. Нет и накопителей на дисках — обмен информацией с обычными компьютерами  идет линиям связи. Если Palmtop дополнить набором деловых программ, записанных в его постоянную память, получится персональный цифровой помощник (Personal Digital  Assistant). Специализированные Рабочие станции представляют собой однопользовательские мощные микроЭВМ,  специализированные для выполнения определенного вида работ (графических,  инженерных, издательских и др.) Несмотря на относительно невысокую производительность по сравнению с большими  ЭВМ, микро­ЭВМ находят применение и в крупных вычислительных центрах. Там им поручают вспомогательные операции, для которых нет смысла использовать дорогие  суперкомпьютеры. К таким задачам, например, относится предварительная подготовка  данных. Серверы Серверы – многопользовательские мощные микроЭВМ в вычислительных сетях,  выделенные для обработки запросов от всех станций сети. Серверы обычно относят к микроЭВМ, но по своим характеристикам мощные серверы  скорее можно отнести к малым ЭВМ и даже к мэйнфреймам, а суперсерверы  приближаются к суперЭВМ. Сервер – выделенный для обработки запросов от всех станций вычислительной сети  компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам  (вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам  и др.) и распределяющий эти ресурсы. Такой универсальный сервер часто  называют сервером приложений. Серверы в сети часто специализируются. Специализированные серверы используются для  устранения наиболее "узких" мест в работе сети: создание и управление базами данных и  архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты,  управление многопользовательскими терминалами (принтеры, плоттеры) и др. Файл­сервер ( File Server ) используется для работы с файлами данных, имеет объемные  дисковые запоминающие устройства, часто на отказоустойчивых дисковых массивах  RAID емкостью до 1 Тбайта. Архивационный сервер (сервер резервного копирования, Storage Express System )  служит для резервного копирования информации в крупных многосерверных сетях,  использует накопители на магнитной ленте (стриммеры) со сменными картриджами  емкостью до 5 Гбайт; обычно выполняет ежедневное автоматическое архивирование со  сжатием информации от серверов и рабочих станций по сценарию, заданному  администратором сети (естественно, с составлением каталога архива). Факс­сервер ( Net SatisFaxion ) – выделенная рабочая станция для организации  эффективной многоадресной факсимильной связи с несколькими факс­модемными  платами, со специальной защитой информации от несанкционированного доступа в  процессе передачи, с системой хранения электронных факсов. Почтовый сервер ( Mail Server ) – то же, что и факс­сервер, но для организации  электронной почты, с электронными почтовыми ящиками. Сервер печати ( Print Server , Net Port ) предназначен для эффективного использования  системных принтеров. Сервер телеконференций имеет систему автоматической обработки видеоизображений  и др. Рабочая станция Рабочей станцией называется совокупность аппаратных и программных средств,  предназначенных для решения профессиональных задач. Это специализированный  высокопроизводительный компьютер для тех, кому необходима надежная и  производительная система, гарантирующая стабильную и эффективную работу  приложений. Использование рабочих станций позволяет вывести ваше предприятие на  новый профессиональный уровень вне зависимости от того, в какой области вы  развиваетесь. Рабочие станции решают широкий спектр задач:  Инженерно­технические задачи – 3D­проектирование и конструирование, расчетные работы.  Профессиональная работа с трехмерной графикой – визуализация, 3D­ моделирование, мультипликация, спецэффекты.  Цифровая обработка фото и видео материала ­ верстка, монтаж, дизайн.  Работа с большими объемами данных – статистика, аналитика, прогнозирование. Основные приемущества:  Эффективность Решения, использующие последние технологии, позволяют рабочим станциям более  эффективно справиться с высокими вычислительными нагрузками. Рабочие станции  адаптированы на решение профессиональных задач за счет оптимизации как аппаратной  части, так и драйверов.  Надежность Повышенная надежность достигается за счет использования только высококачественной  компонентной базы, длительному стресс­тестированию на этапе разработки и тотальному  контролю качества при производстве изделия.  Специализация Отдельным сегментом в линейке рабочих станций являются графические станции,  оснащаемые профессиональными видеоадаптерами, созданными специально для решения  профессиональных задач, связанных со сложной визуализацией, конструированием и 3D­ моделированием, разработкой и производством, созданием медиа контента и научной  деятельностью.  Адаптация к программному обеспечению Графические станции проходят тестирование и сертифицирование на совместимость и  эффективную работу с приложениями от ведущих разработчиков профессионального  профильного программного обеспечения, таких как Catia и SolidWorks от Dassault  Systemes, AutoCAD и Inventor от Autodesk, Компас 3D от Аскон, ProEngineer от  ProTechnologies, NX от Siemens PLM Software, с продуктами компаний ANSYS, Adobe и  многих других.  Возможности расширения Платформы рабочих станций предоставляют большую гибкость в модернизации. Большее  количество слотов PCI и PCI­E дает возможность установки профильных плат  расширения. Большее количество слотов памяти и возможность установки второго  процессора в двухпроцессорных системах увеличивает диапазон выбора  производительности. Конечно, вышеприведенная классификация весьма условна, ибо мощный современный  персональный компьютер, оснащенные проблемно­ориентированным программным и  аппаратным обеспечением, может использоваться и как полноправная рабочая станция, и  как многопользовательная микроЭВМ, и как хороший сервер, но по своим  характеристикам почти не уступающий малым ЭВМ. Классификация ЭВМ. Чтобы судить о возможностях ЭВМ, их принято разделять на группы по определенным  признакам, т. е. классифицировать. Сравнительно недавно классифицировать ЭВМ по  различным признакам не составляло большого труда. Важно было только определить признак классификации, например: но назначению, по габаритам, по производительности,  по стоимости, по элементной базе и т. д. С развитием технологии производства ЭВМ классифицировать их стало все более  затруднительно, ибо стирались грани между такими важными характеристиками, как  производительность, емкость внутренней и внешней памяти, габариты, вес,  энергопотребление и др. Например, персональный компьютер, для размещения которого  достаточно стола, имеет практически такие же возможности и технические  характеристики, что и достаточно совершенная в недавнем прошлом ЭВМ Единой  системы (ЕС), занимающая машинный зал в сотни квадратных метров. Поэтому разделение ЭВМ по названным признакам нельзя воспринимать как классификацию по  техническим параметрам. Это, скорее, эвристический подход, где большой вес имеет  предполагаемая сфера применения компьютеров. С этой точки зрения классификацию вычислительных машин по таким показателям, как  габариты и производительность, можно представить следующим образом:     сверхпроизводительные ЭВМ и системы (супер­ЭВМ);   большие ЭВМ (универсальные ЭВМ общего назначения);  средние ЭВМ;  малые или мини­ЭВМ;  микро­ЭВМ;  персональные компьютеры;  микропроцессоры.  Отметим, что понятия "большие", "средние" и "малые" для отечественных ЭВМ весьма  условны и не соответствуют подобным категориям зарубежных ЭВМ.  Исторически первыми появились большие ЭВМ (универсальные ЭВМ общего назначения), элементная база которых прошла путь от электронных ламп до схем со сверхвысокой  степенью интеграции. В процессе эволюционного развития больших ЭВМ можно выделить отдельные периоды, связываемые с пятью поколениями ЭВМ. Поколение ЭВМ  определяется элементной базой (лампы, полупроводники, микросхемы различной степени  интеграции), архитектурой и вычислительными возможностями.  Основное назначение больших ЭВМ ­ выполнение работ, связанных с обработкой и  хранением больших объемов информации, проведением сложных расчетов и исследований в ходе решения вычислительных и информационно­логических задач. Такими машинами,  как правило, оснащаются вычислительные центры, используемые совместно несколькими  организациями. Большие машины составляли основу парка вычислительной техники до  середины 70­х годов и успешно эксплуатируются поныне. К ним относятся большинство  моделей фирмы IBM (семейства 360, 370, 390) и их отечественные аналоги ЕС ЭВМ.  В настоящее время высказываются полярные мнения о перспективах развития больших  машин. Согласно одному из них, возможности больших машин полностью перекрываются,  с одной стороны, супер­ЭВМ, а с другой ­ мини­ЭВМ и, выработав свой ресурс, этот  класс прекратит свое существование. Другая сторона убеждает в необходимости развития универсальных больших и супер­ЭВМ, которые обладают способностью работать  одновременно с большим количеством пользователей, создавать гигантские базы данных и обеспечивать эффективную вычислительную работу. К этому следует добавить, что  большие ЭВМ обеспечивают устойчивость вычислительного процесса, безопасность  информации и низкую стоимость ее обработки.  Производительность больших ЭВМ норой оказывается недостаточной для ряда  приложений, например, таких как прогнозирование метеообстаиовки, ядерная энергетика, оборона и т. д. Эти обстоятельства стимулировали  создание сверхбольших или суперЭВМ. Такие машины обладают колоссальным  быстродействием в миллиарды операций в секунду, основанном на выполнении  параллельных вычислений и использовании многоуровневой иерархической структуры  ЗУ(запоминающих устройств), требуют для своего размещения специальных помещений и  крайне сложны в эксплуатации. Стоимость отдельной ЭВМ такого класса достигает  десятков миллионов долларов. Представители этого класса ЭВМ ­ компьютеры фирм  Cray Research, Control Data Corporation (CDC) и отечественные супер­ЭВМ семейства  Эльбрус.  Средние ЭВМ представляют некоторый интерес в историческом плане. На определенном этапе развития ЭВМ, когда их номенклатура и, соответственно, возможности были  ограниченными, появление средних машин было закономерным. Вычислительные машины  этого класса обладают несколько меньшими возможностями, чем большие ЭВМ, но зато  им присуща и более низкая стоимость. Они предназначены для использования всюду, где  приходится постоянно обрабатывать достаточно большие объемы информации с  приемлемыми временными затратами. В настоящее время трудно определить четкую  грань между средними ЭВМ и большими с одной стороны и малыми ­ с другой. К средним могут быть отнесены некоторые модели ЕС ЭВМ, например: ЕС­1036, ЕС­1130, ЕС­1120.  За рубежом средние ЭВМ выпускают фирмы IBM (International Business Machinery), DEC  (Digital Equipment Corporation), Hewlett Packard, СОМРАРЕХ и др.  Малые ЭВМ составляют самый многочисленный и быстроразвивающийся класс ЭВМ. Их популярность объясняется малыми размерами, низкой стоимостью (по сравнению с  большими и средними ЭВМ) и универсальными возможностями.  Класс мини­ЭВМ появился в 60­е годы (12­разрядная ЭВМ PD5­5 фирмы DEC). Их  появление было обусловлено развитием элементной базы и избыточностью ресурсов  больших и средних ЭВМ для ряда приложений.Для мини­ЭВМ характерно представление  данных с узким диапазоном значений (машинное слово ­ 2 байта), использование принципа магистральности в архитектуре и более простое взаимодействие человека и ЭВМ. Такие машины широко применяются для управления сложными видами оборудования, создания  систем автоматизированного проектирования и гибких производственных систем. К мини­ ЭВМ относятся машины серии PDP (затем VAX) фирмы DEC и их отечественные аналоги  ­ модели семейства малых ЭВМ (СМ ЭВМ).  При переходе от схем с малой и средней степенями интеграции к интегральным  микросхемам с большой и сверхбольшой степенями интеграции оказалось возможным  создание на одной БИС или СБИС функционально законченного устройства обработки  информации, выполняющего функции процессора. Такое устройство принято  называть микропроцессором. Изобретение микропроцессора привело к появлению еще  одного класса ЭВМ ­ микро­ЭВМ. Определяющим признаком микро­ЭВМ является  наличие одного или нескольких микропроцессоров. Создание микропроцессора не только  изменило центральную часть ЭВМ, но и привело к необходимости разработки  малогабаритных устройств ее периферийной части. Микро­ЭВМ, благодаря малым  размерам, высокой производительности, повышенной надежности и небольшой стоимости  нашли широкое pacnpocтpaнение во всех сферах народного хозяйства и оборонного  комплекса. С появлением микропроцессоров и микро­ЭВМ становится возможным  создание так называемых интеллектуальных терминалов, выполняющих сложные  процедуры предварительной обработки информации.  Успехи в развитии микропроцессоров и микро­ЭВМ привели к появлению персональных  ЭВМ (ПЭВМ), предназначенных для индивидуального обслуживания пользователя и  ориентированных на решение различных задач неспециалистами в области  вычислительной техники. Все оборудование персональной ЭВМ размещается в пределах  стола.  ПЭВМ, выпускаемые в сотнях тысяч и миллионах экземпляров, вносят коренные  изменения в формы использования вычислительных средств, в значительной степени  расширяют масштабы их применения. Они широко используются как для поддержки  различных видов профессиональной деятельности (инженерной, административной,  производственной, литературной, финансовой и др.), так и в быту, например для обучения и досуга.  Персональный компьютер позволяет эффективно выполнять научно­технические и  финансово­экономические расчеты, организовывать базы данных, подготавливать и  редактировать документы и любые другие тексты, вести делопроизводство, обрабатывать  графическую информацию и т. д. Выполнение многих из указанных функций  поддерживается многочисленными эффективными универсальными функциональными  пакетами программ. На основе ПЭВМ создаются автоматизированные рабочие места (АРМ) для  представителей разных профессий (конструкторов, технологов, административного  аппарата и др.).  Рынок персональных и микро­ЭВМ непрерывно расширяется за счет  поставок ведущих мировых фирм: IBM, DEC, Hewlett Packard, Apple (США), COMPARE,  Siemens (Германия), ICL (Англия) и др. Отечественная промышленность, к сожалению,  здесь не представлена.  Рынок персональных и микро­ЭВМ непрерывно расширяется за счет поставок ведущих  мировых фирм: IBM, DEC, Hewlett Packard, Apple (США), COMPARE/, Siemens  (Германия), ICL (Англия) и др. Отечественная промышленность, к сожалению, здесь не  представлена.