Классификация ЭВМ по принципу действия

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. Мини-ЭВМ (и наиболее мощные из них супермини-ЭВМ) обладают следующими характеристиками:

• производительность до 100 MIPS;
• емкость основной памяти – 4-512 Мбайт;
• емкость дисковой памяти - 2-100 Гбайт;
• число поддерживаемых пользователей – 16-512.

Все модели мини-ЭВМ разрабатываются  на основе микропроцессорных наборов  интегральных микросхем, 16-, 32-, 64-разрядных  микропроцессоров. Основные их особенности: широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения, аппаративная реализация большинства системных функций ввода-вывода информации, простая реализация микропроцессорных и многомашинных систем, высокая скорость обработки прерываний, возможность работы с форматами данных различной длины.

К достоинствам мини-ЭВМ  можно отнести: специфичную архитектуру  с большой модульностью, лучше, чем  у мейнфреймов, соотношение производительность/цена, повышенная точность вычислений.

Мини-ЭВМ 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.

Мини-ЭВМ 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 мини-ЭВМ тоже требуется  специальный вычислительный центр, хотя и не такой многочисленный, как для больших ЭВМ.

Наряду с использованием для управления технологическими процессами мини-ЭВМ 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 микро-ЭВМ, 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  микро-ЭВМ, 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 5-10 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 пользователя-непрофессионала (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 портфель-дипломат. Для связи с офисом его обычно комплектуют модемом. Ноутбуки зачастую снабжают приводами CD-ROM. 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 компакт-дисков, 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 какого-либо 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, микро-ЭВМ 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.

Файл-сервер ( 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).

Факс-сервер ( Net SatisFaxion ) – выделенная рабочая станция для организации эффективной многоадресной факсимильной связи с несколькими факс-модемными платами, со специальной защитой информации от несанкционированного доступа в процессе передачи, с системой хранения электронных факсов.

Почтовый сервер ( Mail Server ) – то же, что и факс-сервер, 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:

• Инженерно-технические задачи – 3D-проектирование 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 стресс-тестированию 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.