Основные платформы ЭВМ и области их использования

Основные платформы ЭВМ и области их использования

Московский Институт Радиотехники

Электроники и Автоматики (ТУ)

Базовая кафедра НИИ «ВОСХОД»

Курсовая работа

по предмету “ВК и Системы”

“Основные платформы ЭВМ и области их использования”

Выполнил: Белоусов В.В.

Группа ВВ-1-95

Принял: Матюшин Л.М.

Москва 2000

|Содержание |

Платформы Digital и IBM

Платформа Apple

Платформа Hewlett-Packard

Платформы Sun

Супер-компьютеры

Наиболее распространенные конфигурации PC

Наиболее распространенные конфигурации Macintosh

Наиболее распространенные конфигурации других

компьютеров и рабочих станций

Наиболее распространенные конфигурации контроллеров

(промышленных и непромышленных)

Использование ЭВМ в издательском деле

Использование ЭВМ в медицинской практике

Использование ЭВМ в банковском деле

Использование ЭВМ в управлении производством

Использование ЭВМ в сфере услуг

Перспективы дальнейшего использования ЭВМ в различных

сферах жизнедеятельности

Литература

|Digital |

Корпорация Digital Equipment, не когда признанный лидер в области

разработки и производства мини-ЭВМ, "опоздала" на рынок IBM-совместимых ПК.

Чтобы наверстать упущенное, в конце 80 - начале 90-х годов фирма

сосредоточила немалые силы на разработке революционного по тем временам 64-

разрядного RISC-процессора Alpha AXP. Эта 64-разрядная суперскалярная

архитектура, впервые увидев свет в 1992 г. (133-МГц процессор Alpha 21064),

в сочетании с новой полностью 64-разрядной UNIX-подобной операционной

системой OSF-1 на какое-то время обеспечила корпорации Digital лидерство в

области мощных рабочих станций и серверов, в первую очередь предназначенных

для научных расчетов, моделирования, САПР и других отраслей, требующих

большого количества вычислений с плавающей точкой.

К сегодняшнему дню на рынок вступает уже третье поколение процессоров

Alpha (21264). Их тактовые частоты возросли до 700 МГц, а быстродействие -

до 50 и более единиц SPECfp95 (тесты производительности, широко применяемые

для оценки скорости выполнения операций с плавающей точкой UNIX-серверами и

рабочими станциями). Современные Alpha-серверы и рабочие станции строятся

на процессорах 21164 и оснащаются одной из трех операционных систем -

Digital UNIX ("наследница по прямой" версии 3.0 OSF-1), Windows NT или

OpenVMS.

Особенно важно с точки зрения будущего, что корпорация Intel

собирается ввести в состав своего нового 64-разрядного процессора Merced

элементы архитектуры Alpha и поддержку ее системы команд, обеспечивая таким

образом преемственность и плавное "перетекание" архитектурных решений

Digital в огромный мир ПК, рабочих станций и серверов на процессорах Intel.

Семейство Alpha-серверов Digital

В конце октября 1997 г. корпорация Digital Equipment объявила о

выпуске новых серверов своего 64-разрядного семейства, охватывающего

диапазон от серверов для рабочих групп или Web-серверов интрасетей до

мощнейших многопроцессорных серверов масштаба предприятия. В начале

диапазона находятся однопроцессорные системы AlphaServer 800 с 333-МГц

процессором 21164, в конце - серверы AlphaServer 8400, в которые может

устанавливаться до 14 процессоров с тактовой частотой 21164 612 МГц.

Все Alpha-серверы могут оснащаться как собственными ОС Digital UNIX

или OpenVMS фирмы Digital, так и получающей все более широкое

распространение Microsoft Windows NT, причем Alpha - единственная 64-

разрядная архитектура, для которой новые версии Windows NT появляются почти

одновременно с соответствующими версиями для архитектуры x86. Однако

эксплуатационные показатели (например, максимально допустимое число

работающих пользователей) при работе в Digital UNIX пока более чем в

полтора раза превышают соответствующие показатели для Windows NT.

Каждый представитель семейства AlphaServer оснащается полным

комплектом программного обеспечения, необходимого для создания и

поддержания полноценного узла Web: это Web-сервер, пакеты создания и

редактирования страниц, серверы-посредники, брандмауэры и т.п. Все системы

содержат мощный интегрированный инструментальный пакет Digital ServerWORKS,

позволяющий легко осуществлять все операции по администрированию сетей и

серверов. Кроме того, существуют специальные варианты комплектации моделей

AlphaServer 800, 1200 и 4100, работающих под управлением Digital UNIX, как

машин для размещения Web-узлов: в этом случае с ними поставляется серверное

ПО Netscape SuiteSpot, обеспечивающее создание и администрирование

интрасетей и других компьютерных сред на основе Web-технологий.

AlphaServer 800

Эти компактные однопроцессорные системы, построенные соответственно на

500-МГц (модель 5/500) и 333-МГц (модель 5/333) процессорах Alpha 21164,

комплектуются 2-Гбайт ОЗУ с ECC, 4,3-Гбайт жесткими дисками UltraSCSI с

"горячей" заменой, 12X накопителями CD-ROM, встроенным пультом

дистанционного администрирования и др. До шести таких систем могут быть

установлены в один стандартный шкаф фирмы Digital. Начальная цена (в США)

модели 5/500 составляет около 15,5 тыс. долл., а модели 5/333 - 7,5 тыс.

долл.

AlphaServer 1200

Это система, выпускаемая как в одно-, так и в двухпроцессорной

конфигурации с 533-МГц (модель 5/533) или 400-МГц (модель 5/400)

процессорами 21164. Двухпроцессорный 533-МГц вариант с SMP, оснащенный 2-

Гбайт ОЗУ и 4,3-Гбайт диском, стоит менее 17 тыс. долл. Система имеет 256-

разрядную шину обмена процессор-память с пропускной способностью более 1

Гбайт/с, контроллер UltraSCSI, встроенный контроллер Ethernet 10/100

Мбит/с. Внутри корпуса предусмотрено место для установки дисков с "горячей"

заменой общей емкостью до 30 Гбайт и шесть стандартных гнезд PCI. По тесту

SPECweb96, оценивающему производительность UNIX-систем при работе в

качестве Web-серверов, однопроцессорный AlphaServer 1200 5/533 заметно

превосходит конкурирующие системы аналогичного класса.

AlphaServer 4000 и 4100

Системы AlphaServer 4000 и 4100 могут содержать от одного до четырех

процессоров Alpha 21164 с тактовой частотой 533 или 466 МГц, при этом на

каждый процессор приходится по 4 Мбайт внешней кэш-памяти. В AlphaServer

4100 предусмотрено 8 гнезд PCI, двухканальный контроллер Ultra Wide SCSI,

стандартно устанавливаемый 4,3-Гбайт диск с возможностью расширения

внутренней дисковой памяти до 510 Гбайт, 12X накопитель CD-ROM и т.д. Эти

серверы среднего уровня с 4 (модель 4000) или 8 (модель 4100) Гбайт

оперативной памяти реализуют 64-разрядную технологию "очень большой памяти"

(VLM64), которая позволяет во много раз ускорить вычисления, сократить

время поиска данных, увеличить число одновременно обслуживаемых

пользователей или запросов к Internet. Начальная цена 533-МГц моделей

немногим превышает 40 тыс. долл. Во II квартале 1998 г. в эти системы

начнут устанавливать 600-МГц процессоры.

AlphaServer 8200 и 8400

Эти самые мощные представители семейства Alpha-серверов Digital не

уступают по своим возможностям многим мейнфреймам и даже суперкомпьютерам,

при том, что начальная цена двухпроцессорной системы не превышает 120 тыс.

долл. Эти серверы могут строиться на 437-МГц (модель 5/440) и 612-МГц

(модель 5/625) процессорах 21164, причем в систему 8200 их может

устанавливаться до 6, а в 8400 - до 14. Каждый процессор оснащается 4-Мбайт

внешней кэш-памятью. Максимальный объем ОЗУ, скорость обмена процессора с

которым достигает 1,2 Гбайт/с, для моделей 8200 составляет 12, а для 8400 -

28 Гбайт, максимальная емкость внутренней дисковой памяти - соответственно

364 и 437 Гбайт, внешней - до 85 Тбайт. В системах 8200 может быть до 132,

а в системах 8400 - до 144 гнезд PCI плюс до 8 гнезд EISA.

Для этих систем предлагается широчайший выбор контроллеров ввода-

вывода, вариантов кластеризации, средств обеспечения высокой готовности и

т.д. Их мощность позволяет строить на их основе центры обработки данных

крупных предприятий, сверхпосещаемые узлы Web, в частности поисковые

системы (одна из самых известных поисковых систем в Internet, AltaVista,

построена на базе серверов AlphaServer 8400) и другие вычислительные

установки, требующие максимальной производительности.

Системная плата для OEM-поставщиков

Для тех компаний-сборщиков, которые хотят освоить сектор рынка ПК

наивысшей производительности (или рабочих станций и серверов начального

уровня), компания Digital Semiconductor предлагает интересный вариант:

системную плату AlphaPC 164LX на базе процессора AlphaPC 21164, позволяющую

использовать все стандартные комплектующие изделия, применяемые при сборке

обычных ПК - память SDRAM, 32- и 64-разрядные платы PCI, источники питания,

корпуса ATX и т.д. - и операционную систему Windows NT.

Плата AlphaPC 164LX может работать с микропроцессорами 21164, имеющими

тактовые частоты 466, 533 и 600 МГц. В качестве интерфейса между ЦП,

системной памятью, внешним кэшем и шиной PCI используется микросхема 21174.

Подсистема памяти на SDRAM позволяет установить в двух 128-разрядных банках

один или два 168-контактных модуля DIMM общей емкостью от 32 до 512 Мбайт.

Внешний кэш, который в данном случае играет роль кэша третьего уровня

(двухуровневый кэш предусмотрен внутри процессора), имеет размер 2 Мбайт и

шину 128-разрядную. На плате предусмотрены два 32- и два 64-разрядных

гнезда PCI и 2 гнезда ISA (применяется мост PCI-ISA Intel 82378ZB), PCI IDE

контроллер CMD PCI0646, универсальный контроллер ввода-вывода SMC

FDC37C935, содержащий контроллер НГМД, два УАПП для последовательных

портов, параллельный порт, управление мышью и клавиатурой и часы реального

времени. BIOS хранится в 1-Мбайт флэш-ПЗУ.

|IBM |

Корпорация IBM, в начале 80-х гг. не в первый (и, будем надеяться, не

в последний) раз инициировавшая революцию в области информационных

технологий, выпустив IBM PC, не переставала работать и по двум другим

основным направлениям - разработке и изготовлению больших машин

(мейнфреймов) и малых ЭВМ, предназначенных в первую очередь для

обслуживания коммерческих организаций. В 1990 г., следуя за возникшей тогда

"модой", фирма создает UNIX-рабочую станцию RS/6000 на RISC-процессоре

POWER собственной разработки. Так родилось четвертое направление ее

деятельности, интенсивно и весьма успешно развивающееся по сей день.

Примерно в тот же период времени линия малых вычислительных систем для

бизнеса System/36, развиваемая IBM с середины 70-х гг., была переведена на

64-разрядные процессоры PowerPC AS и под названием AS/400 начала

триумфальное шествие по отделам автоматизации крупных и средних компаний. С

тех пор "дерево" процессоров с архитектурой POWER и PowerPC сильно

разрослось и стало довольно ветвистым, а сама архитектура подверглась

значительным усовершенствованиям.

Сохраняя свою репутацию одного из крупнейших разработчиков

операционных систем и используя накопленный за прошедшие десятилетия опыт,

корпорация IBM "позволяет себе" по каждому из упомянутых четырех

направлений своей деятельности иметь отдельную операционную систему: OS/2

для ПК на процессорах x86, MVS для мейнфреймов, AIX для RS/6000 и OS/400

для AS/400.

AS/400

Как с гордостью говорят о ней представители IBM, AS/400 - единственная

на сегодняшний день в мире полностью 64-разрядная компьютерная система. Под

словом "полностью" подразумевается, что в этой системе абсолютно все

компоненты 64-разрядные: процессор, операционная система, СУБД и все

прикладные программы. Вообще AS/400 отличается от UNIX-систем аналогичного

класса чрезвычайно высокой степенью интеграции всех основных компонентов:

СУБД DB2/400 является неотъемлемой частью операционной системы OS/400, а

средства обслуживания системных операций и запросов к базе данных

реализованы на аппаратном уровне (точнее, на уровне микрокода).

Ориентация в первую очередь на прикладные программы, которая всегда

была фундаментальным принципом разработки системы AS/400, определила

остроумный и необычный способ ее построения, обеспечивающий практически

полную независимость приложений от аппаратной платформы, на которой они

работают. Достигается это за счет наличия так называемого независимого от

технологии машинного интерфейса, TIMI (Technology Independent Machine

Interface) - "прокладки" между ОС и микропрограммным уровнем процессорной

подсистемы.

В традиционных системах компиляторы переводят исходные тексты

прикладных программ непосредственно в двоичные коды, исполнимые на

конкретном процессоре. Поэтому при смене процессора требуется по меньшей

мере перекомпиляция приложений, а во многих случаях и переписывание их, с

тем чтобы учесть особенности новой платформы. Процесс этот весьма трудоемок

и может растягиваться на месяцы и даже годы. Пользователям традиционных

компьютерных систем это может показаться невероятным, но в системе AS/400

перевод всех приложений на другую платформу занимает не более одного

выходного дня (или ночи) и не требует вмешательства оператора. Такая

возможность обеспечивается благодаря тому, что прикладная программа

компилируется не в конечный исполнимый код, а в специальный объект,

называемый "шаблоном программы" (Program Template), понятный для TIMI,

который, в свою очередь, зная особенности аппаратной платформы, переводит

его в исполнимый код. Тем самым достигается не только обычная для

большинства систем совместимость "снизу вверх", но и крайне необычная

совместимость "сверху вниз", которая может оказаться необходимой в крупных

организациях, использующих несколько систем AS/400 разных поколений.

Структура системы AS/400

В AS/400 давно уже используются преимущества 64-разрядной адресации и

концепции "очень большой (оперативной) памяти" (VLM - very large memory),

которые рекламируются сейчас как последнее достижение разработчиками UNIX-

систем. Более того, концепция VLM изначально присуща AS/400, в которой все

объекты считаются размещенными в одноуровневой памяти и адресуются с

помощью 128-разрядных именованных указателей.

Системы AS/400 строятся на трех модификациях 64-разрядного RISC-

процессора PowerPC AS - вариации архитектуры PowerPC, учитывающей

особенности AS/400, в частности одноуровневую память и необходимость

обслуживания коммерческих расчетов (например, команды десятичной

арифметики): A10 и A35 для малых и средних систем и A30 c 256-разрядной

внутренней шиной данных для систем высшего уровня. Модельный ряд AS/400

простирается от систем стоимостью менее 10 тыс. долл., рассчитанных на 10

-20 пользователей, до больших систем, на которых могут одновременно

работать (и тому есть примеры в России) до 2 тыс. пользователей. Эти модели

различаются по производительности почти в170 раз. Такая масштабируемость

достигается благодаря возможности наращивания практически всех ресурсов

системы, в том числе количества системных шин (таких оптоволоконных шин с

полосой пропускания более 1 Гбит/с в системе может быть до 19).

Еще одно преимущество AS/400 - чрезвычайно высокий уровень

защищенности данных и других системных ресурсов благодаря аппаратной

реализации защитных функций. До сих пор не было зафиксировано ни одного

случая несанкционированного проникновения в системы AS/400.

Неоценимое для серьезных пользователей из сферы крупного и среднего

бизнеса свойство AS/400 - ее высокая надежность. По оценкам независимых

консалтинговых компаний, надежность одиночной системы AS/400 составляет

99,8%, что выше надежности не только одиночной UNIX-системы (98,5%), но и

кластера таких систем (99,5%). Несмотря на это, недавно появились кластеры

AS/400, позволившие поднять надежность до фантастической цифры 99,98%

(средняя длительность незапланированного простоя за год - 1,7 ч).

На основании сказанного выше может сложиться впечатление, что AS/400 -

некая "вещь в себе", чрезвычайно "закрытая" система. Однако это не так:

OS/400 скорее тяготеет к операционным системам "открытого" типа. Она

содержит около 90% интерфейсов, определенных спецификацией UNIX-систем SUS

(Single UNIX Specification), обеспечивает работу со всеми сетевыми

протоколами, определенными для открытых систем (TCP/IP, SNA, IPX и др.),

поддерживает стандарты работы с базами данных SQL и ODBC и т.д. Клиентом

AS/400 может быть ПК с любой операционной системой. В последних версиях

OS/400 предусмотрены все необходимые средства работы с Internet и

интрасетями, обеспечивающие доступ через эти сети к традиционным

приложениям и базам данных AS/400, причем в качестве клиента может

выступать любой ПК с Web-браузером. Нередки случаи использования AS/400 в

качестве Web-серверов и серверов для Internet-коммерции. В настоящее время

лаборатория AS/400 в Рочестере, шт. Миннесота, ведет работы по аппаратной

реализации языка Java.

Системы AS/400 очень хорошо подходят для организации больших

распределенных сетей - весьма распространенной ситуации для крупных

корпораций и банков (например, сетей, объединяющих центральные управления и

множество филиалов крупных банков). Благодаря высокой степени интеграции и

однородности программных и аппаратных средств, а также наличию развитых

подсистем организации работы многоуровневых сетей с централизованным

управлением как встроенных в OS/400, так и автономных AS/400 позволяет

заметно сократить эксплуатационные затраты и количество обслуживающего

персонала. Существуют работающие сети, состоящие из более чем тысячи

серверов AS/400, причем в некоторых из этих систем все серверы и сама сеть

управляются из одной точки.

RS/6000

Если системы AS/400 ориентированы в первую очередь на сектор деловых и

финансовых расчетов, то RS/6000 - на научные, технические и инженерные

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13