Kompyuter tizimlarining sinflanishi Hisoblash tizimlari tarkibiy qismlari Kompyuter tizimlarining sinflanishi

Kompyuter tizimlarining sinflanishi. Hisoblash tizimlari tarkibiy qismlari
Reja:

1. 
   Kompyuter tizimlarining sinflanishi
   
2. 
   Hisoblash tizimlari tarkibiy qismlari
   

Kompyuter tizimlarining sinflanishi
O'zaro bog'liq bo'lgan axborot qurilmalaridan tashkil topgan va kamida bitta kompyuterni o'z ichiga olgan har qanday tizim kompyuter tizimi deb ataladi.
Kompyuterning asosiy texnik xususiyatlari uning tezligi va operativ xotiraning miqdori. Doimiy tashqi xotira miqdori ham juda muhim xususiyatdir.
Xotira miqdori, biz aniqlaganimizdek, baytlardan (MB, GB, TB, PB, EB, ZB, YottaB, BrontoB, GeopB) olingan birliklarda o'lchanadi. Tezlik vaqt birligida kompyuter tomonidan bajariladigan elementar operatsiyalar soniga qarab belgilanadi. Shu bilan birga, suzuvchi nuqta operatsiyalari deb ataladigan eng mashaqqatli boshlang'ich operatsiyalar - sonlarni qismli qism bilan qo'shish yoki ko'paytirish. Ishlashni tavsiflash uchun maxsus birliklardan foydalaniladi - megaflop (MFlp - sekundiga million suzuvchi nuqta operatsiyalari), gigaflop (GFlp - sekundiga milliard suzuvchi nuqta operatsiyalari), teraflop (TFlp - sekundiga trillion suzuvchi nuqta operatsiyalari). Masalan, 10 TFlp tezligi shuni anglatadiki, kompyuter bir soniyada 10 trillion juft butun sonlarni qo'shishi yoki ko'paytirishi mumkin.
Albatta, kompyuter texnikasini asosiy texnik xususiyatlariga ko'ra tasniflash mumkin, ammo kompyuter ishlab chiqarish texnologiyalari juda yuqori tezlikda rivojlanib borayotganligi sababli, bunday tasnif juda tez eskiradi. Shuning uchun biz tasnifni maqsad, foydalanish shartlari, foydalanish xususiyati va narx kabi texnik bo'lmagan xususiyatlarga asoslaymiz.
Maqsad va ish sharoitlari bo'yicha kompyuter tizimlarini 2 ta katta sinflarga bo'lish mumkin

• 
  universal;
  
• 
  maxsus.
  

Muayyan tor sinf sinfini yoki hatto bitta masalani echish uchun maxsus kompyuterlar va kompyuter tizimlari ishlatiladi. Ularning aksariyati maxsus ish sharoitida ishlaydi. Maxsus kompyuterlar texnologik qurilmalarni, operatsiya xonalarida yoki tez yordam mashinalarida, raketalarda, samolyotlarda va vertolyotlarda (bortdagi kompyuterlarda), yuqori voltli elektr uzatish liniyalari yonida yoki radarlar, radio uzatgichlar, suv ostida suv ostida ishlash, chang, axloqsizlik, tebranishlar, portlovchi gazlar va boshqalar sharoitida. Biz maxsus kompyuter tizimlarining batafsil tasnifini tasniflamaymiz.
Umumiy maqsadlar uchun mo'ljallangan kompyuterlar oddiy ish sharoitida juda ko'p vazifalarni hal qilishga mo'ljallangan. Umumiy maqsadga mo'ljallangan kompyuterning odatiy namunasi - bu shaxsiy kompyuter (ShK), biz uni batafsil ko'rib chiqamiz. Umumiy maqsadlar uchun mo'ljallangan kompyuterlarning ishlatilishi va narxiga qarab tasnifini ko'rib chiqamiz. Shu nuqtai nazardan universal kompyuterlarning 3 sinfga ajratish mumkin.
Superkompyuterlar - bu eksklyuziv muammolarni hal qilish uchun mo'ljallangan bir necha yuz ming dollardan o'n million dollargacha bo'lgan maksimal hisoblash quvvatiga ega kompyuterlar, masalan, murakkab texnik qurilmalarni modellashtirish va hisoblash, ilmiy tadqiqotlar, juda katta ma'lumotlar bazalarini boshqarish, modellashtirish va bashorat qilish ob-havo, videoni murakkab tahrirlash va boshqalarni amalga oshirish uchun mo’ljallangan. Deyarli barcha superkompyuterlar o'nlab, yuz minglab protsessorlarga ega bo'lgan ko'p protsessorli tizimlardir. Bugungi kunda (2006 yil mart) holatiga ko'ra, IBM tomonidan ishlab chiqarilgan Blue Gene / L superkompyuteri eng ko'p protsessorga ega - 130 ming. Bundan tashqari, tezlik bo'yicha rekord (taxminan 300 TFlp) mavjud. Eng tezkor 500 ta kompyuterlar ro'yxatini Internetda http://www.top500.org saytida topish mumkin. “ Hozirgi eng yaxshi 10 tizimning qisqacha tavsifi:

• 
  Fugaku eng yuqori pog'onada qolmoqda va Arm A64FX hajmini 7 299 072 yadrodan 7 630 848 yadrogacha oshiradi. Qo'shimcha uskuna HPL-da 442 petaflops natijasidagi yangi dunyo rekordini yaratdi. Bu ro'yxatdagi ikkinchi raqamli tizimdan uch baravar oldinda turadi. Fugaku Fujitsu tomonidan qurilgan va Yaponiyaning Kobe shahridagi RIKEN hisoblash fanlari markazida (R-CCS) o'rnatilgan.
  
• 
  Tennesi shtatidagi Oak Ridge milliy laboratoriyasida (ORNL) IBM tomonidan ishlab chiqarilgan Summit 148,8 petaflops ko'rsatkichi bilan AQShdagi eng tezkor tizim bo'lib qolmoqda. Sammitda 4356 tugun mavjud bo'lib, ularning har birida ikkita 22 yadroli Power9 protsessor va oltita NVIDIA Tesla V100 GPU o'rnatilgan.
  
• 
  Kaliforniyadagi Lourens Livermor milliy laboratoriyasidagi Sierra tizimi 94,6 petaflops HPL belgisi bilan uchinchi o'rinni egalladi. Uning arxitekturasi Summitga juda o'xshaydi, uning har biri 4320 tugun ikkita Power9 protsessori va to'rtta NVIDIA Tesla V100 GPU bilan jihozlangan.
  
• 
  Xitoyning parallel kompyuter texnikasi va texnologiyalari milliy tadqiqot markazi (NRCPC) tomonidan ishlab chiqilgan va Vuxidagi Milliy superkompyuter markazida o'rnatilgan "Sunway TaihuLight" tizimi to'rtinchi o'rinda qayd etilgan. U faqat Sunway SW26010 protsessorlari bilan ishlaydi va HPLda 93 petaflopsga ega.
  
• 
  Beshinchi raqamda NVIDIA Corp-da uyda o'rnatilgan NVIDIA DGX A100 SuperPOD Selene turadi, u iyun oyida ettinchi raqamga kiritilgan, ammo hajmi ikki baravar ko'payib, ro'yxatni ikki pog'onaga ko'tarishga imkon beradi. Tizim NVIDIA-ning yangi A100 GPU-larini tezlashtirish uchun AMD EPYC protsessorlariga asoslangan. Yangilash natijasida Selene HPLda 63,4 petaflopsga erishdi.
  
• 
  Xitoyning Mudofaa Texnologiyalari Milliy Universiteti (NUDT) tomonidan ishlab chiqilgan va Guanchjodagi Milliy Superkompyuter Markazida joylashtirilgan Tianhe-2A (Somon yo'li-2A) 6-o'rinni egallab turibdi. U Intel Xeon protsessorlari va NUDT ning Matrix-2000 DSP tezlatgichlari bilan ishlaydi va HPL da 61,4 petaflopsga erishadi.
  
• 
  JUWELS Booster Module nomi bilan tanilgan yangi superkompyuter ushbu ro'yxatning ettinchi raqamiga chiqadi. Atos tomonidan ishlab chiqarilgan BullSequana mashinasi yaqinda Germaniyaning Forschungszentrum Julich (FZJ) da o'rnatildi. Bu modulli tizim arxitekturasining bir qismidir va ikkinchi Xeon asosidagi JUWELS moduli TOP500-da 44-pozitsiyada alohida ro'yxatga olingan. Ushbu modullar ParTec Modulo Cluster Software Suite yordamida birlashtirilgan. Booster Module beshta raqamli Selene tizimiga o'xshash tezlashtirish uchun NVIDIA A100 GPU'li AMD EPYC protsessorlaridan foydalanadi. O'z-o'zidan ishlaydigan JUWELS Booster Moduli 44,1 HPL petaflopsiga erishdi, bu uni Evropaning eng kuchli tizimiga aylantiradi
  
• 
  Italiyaning Eni SpA kompaniyasi tomonidan o'rnatilgan Dell PowerEdge tizimi bo'lgan HPC5 8-o'rinni egalladi. Intel Xeon Gold protsessorlari va NVIDIA Tesla V100 GPU-lari yordamida 35,5 petaflops ishlashiga erishadi. Bu mijozlar saytida tijorat maqsadlarida ishlatiladigan ro'yxatdagi eng kuchli tizim.
  
• 
  O'tgan yili Texas Universitetining Texas Advanced Computing Center-ga o'rnatilgan Dell C6420 tizimi bo'lgan Frontera endi to'qqizinchi raqamga kiritilgan. Intel Platinum Xeon yadrolarining 448,448 dan foydalangan holda 23,5 petaflopsga erishadi.
  
• 
  Ro'yxatning yuqori qismida joylashgan ikkinchi yangi tizim - 10-o'rinni egallagan Dammam-7. U Saudiya Arabistonidagi Saudi Aramco-da o'rnatilgan va hozirgi eng yuqori 10-chilikdagi ikkinchi tijorat superkompyuteridir. HPE Cray CS-Storm tizimlarida Intel Gold Xeon protsessorlari va NVIDIA Tesla V100 GPU-lari ishlatiladi. HPL ko'rsatkichi bo'yicha 22,4 petaflopsga etdi.“
  

1. 
   Mainframes - bu juda ko'p foydalanuvchi rejimida juda yuqori ishonchliligi va mustahkamligi bo'lgan katta mashinalar. IBM tomonidan 40 yil davomida ishlab chiqarilgan mashinalar - IBM S / 360, IBM S / 390, z Series meynframlarning odatiy vakillari. Ushbu qatorning oxirgisi - 2006 yil bahorida chiqarilishini e'lon qilgan z9 kompyuter. Mainframlarda protsessorlarning soni, odatda, bir necha o'ndan oshmaydi. Asosiy kadrlar ko'p foydalanuvchi stantsiyalari, kuchli va yuqori samaradorlikdagi serverlar yoki murakkab ilmiy va texnik muammolarni hal qilish uchun kuchli hisoblash stantsiyalari sifatida ishlatiladi. Ba'zida meynframlar alohida kompyuter sifatida ajratilib, superkompyuterlar qatoriga kirmaydi. Meynfreymlarning narxi yuz mingdan 1-2 million dollargacha.
   
2. 
   Klasterli tizimlar - bu ko'plab avtonom birliklardan tashkil topgan tizimlar. Klaster tizimining har bir bloki protsessorga, operativ xotiraga, ma'lumotlarni kiritish va chiqarish tizimiga ega va aslida alohida kompyuter. Klaster tizimining tezligi barcha birliklarning parallel ishlashi bilan ta'minlanadi. Klaster tizimlari - oddiy standart tugunlardan kuchli kompyuter tizimlarini yaratishning eng sodda va moslashuvchan usuli. Ushbu texnologiyadan bir necha yuz standart kompyuter tugunlarini yuqori samarali marshrutlar bilan ulab, superkompyuter yaratish uchun foydalanish mumkin.
   
3. 
   Tarqatilgan multiprotsessorli tizimlar superkompyuterni yaratishning eng samarali usuli hisoblanadi. Klaster tizimidagi kabi, har biri protsessor va operativ xotirani o'z ichiga olgan juda ko'p sonli bloklar parallel ishlash maqsadida bir-biriga bog'langan. Klaster tizimidan farqi shundaki, bloklar heterojen va tengsiz bo'lib, ular orasidagi bog'lanishlar murakkab tuzilish sxemasi asosida quriladi. Aytishimiz mumkinki, bunday tizimning alohida protsessorlari va xotira bloklari ulardan qurilgan ulkan super protsessorning elementlari bo'lib, bir vaqtning o'zida ko'plab operatsiyalarni bajarishga qodir. Aynan shu sxema bo'yicha tezlik rekordchisi - Blue Gene / L superkompyuteri qurilgan
   
1. 
   O'rta kompyuterlar odatda o'n minglab dollarga tushadigan kompyuterlardir. O'rtacha kompyuterlarning narxlari chegaralari bir necha ming dollardan 100-200 minggacha. Ushbu sinfning aksariyat kompyuterlari kompyuter tarmoqlarida tarmoq yoki fayl serverlari sifatida ishlatiladi. Masalan, Internetdagi ma'lumotlarni joylashtiradigan veb-serverlar asosan aynan shunday mashinalardir. O'rta kompyuterlar, shuningdek, kuchli grafik stantsiyalar, tovush va video ma'lumotlarini raqamlashtirish tizimlari, video tahrirlash tizimlari, shuningdek ilmiy va texnik hisob-kitoblar uchun hisoblash tizimlarining bir qismi sifatida ishlatiladi. O'rta kompyuterlar, qoida tariqasida, protsessorlar soni 2 dan bir necha o'ntagacha bo'lgan ko'p protsessorli tizimlardir.
   
2. 
   Shaxsiy kompyuterlar (shaxsiy kompyuterlar) . Bu eng keng tarqalgan kompyuter turi, narxi 1-2 yuz dollardan bir necha ming dollargacha. Shaxsiy kompyuterlarning aksariyati bitta protsessorli, ammo ikkita protsessorli kompyuterlar ham mavjud. Shaxsiy kompyuterlarni 3 ta sinfga bo'lish mumkin.
   
   1. 
      Statsionar kompyuter (ish stoli). Bu kompyuterning asosiy turi, ommaviy foydalanuvchi uchun eng qiziqarli va dolzarbdir. Bu biz batafsilroq o'rganib chiqadigan ish stoli kompyuter qurilmasi.
      
   2. 
      Portativ kompyuter (noutbuk, noutbuk ) og'irligi va hajmi bo'yicha ish stoli kompyuterdan ancha kichik, avtonom quvvat manbaiga ega va har doim egasi bilan birga bo'lishi mumkin. Laptopning hisoblash quvvati odatda ish stoli kompyuteriga qaraganda pastroq va uning narxi shunga o'xshash ish stoli kompyuteriga qaraganda ancha yuqori.
      
   3. 
      Cho'ntak kompyuterlari ( PDA ) eng yosh, ammo juda jadal rivojlanayotgan, narxi 1000 dollardan oshmaydigan kompyuterlar sinfidir. Ushbu kompyuterlarning hisoblash resurslari kichik, ammo bu kamchilik Internetga ulanish imkoniyatlari bilan qoplanadi: PDA-dan foydalanib, uning resurslaridan foydalangan holda boshqa har qanday kompyuterni boshqarish mumkin. Ko'rinib turibdiki, yaqin kelajakda PDA'lar uyali telefonlarning funktsiyalarini o'z zimmalariga olib, universal mobil aloqa vositalariga aylanadi, ma'lumotlarni qabul qiladi va qayta ishlaydi. Elektron pullarning keng tarqalishidan so'ng PDA to'lovlar va moliyaviy menejmentning universal vositasiga aylanadi.
      

Elektron hisoblash mashinalarning rivojlanish tarixiga nazar soladigan bo’lsak biz bilamizki EHMlarni yaratilishi va elementli asoslariga kura kuydagi avlodlarga bulinadi:
1-avlod, 1950 -yil: elektron vakuum lampalarda ishlovchi EHM;
2-avlod, 1960 -yil: yarim utkazgachli asboblarda(tranzistorlarda) ishlovchi EHM;
3-avlod, 1970 -yil: kichik va o‘ta yuqori darajali integratsiyasi bo’lgan yarim o‘tkazgichli integral sxemalarda ishlovchi EHM;
4-avlod,1980 -yil: katta va uta katta integral sxemalarda ishlovchi EHM;
5-avlod, 1990 -yil: bilimlarni qayta ishlaning samarali tizimlarini kurishga imkon beruvchi, bir kancha unlab parallel ishlovchi mikroprotsessorlari bo’lgan EHM; bir paytda unlab izchil buyruklarni bajaruvchi, paralel-vektorli tuzilmasi bo’lgan uta murakkab mikroprotsessorlarda ishlovchi EHM;
6- va undan keyingi avlodlar: ommaviy parallelizm va neytron tuzilmali- neytron biologik tizmlar tuzilishini modellashtiruvchi, uncha murakkabbulmagan mikroprotsessorlar kup kup sonli taksimlash tarmogi bo’lgan optoelektronli EHMlardir.