Слайд 2
Технологические и экономические аспекты
Количество транзисторов на микросхемах растет
с каждым годом. Чем больше транзисторов, тем больше объем
памяти и мощнее процессоры.
Гордон Мур (Gordon Moore,Intel)
если бы авиационные технологии развивались с такой же скоростью, как компьютерные, самолеты стоили бы 500 долларов и облетали землю за 20 минут на 20 литрах топлива.
Правда, для этого они должны стать размером с обувную коробку.
Слайд 3
Закон Мура
(закон технологического прогресса )
Закон Мура: число
транзисторов на одной микросхеме удваивается каждые 18 месяцев, т.е.увеличивается
на 60 % каждый год.
Точки на графике – объем памяти в битах.
Слайд 4
Закон Мура
(закон технологического прогресса )
Эффективный цикл.
Закон программного
обеспечения, Натан Мирвольд (Nathan Myhrvold, Microsoft)
«Программное обеспечение —
это газ. Он распространяется и полностью заполняет резервуар, в котором находится».
Жесткие диски, телекоммуникации и сети
Развивать компьютерные технологии, исходя из закона Мура, можно двумя путями:
создавать компьютеры все большей и большей мощности при постоянной цене
выпускать одну и ту же модель с каждым годом за меньшие деньги.
Слайд 5
Типы современных компьютеров.
Слайд 6
Одноразовые компьютеры
Микросхемы RFID (Radio Frequency Identification — радиочастотная
идентификация):
безбатарейные микросхемы толщиной меньше 0,5 мм
себестоимость в несколько
центов
имеют крошечные приемопередатчики радиосигналов
присваивается уникальный 128-разрядный идентификатор
при получении импульса с внешней антенны они получают питание на время, достаточное для отправки ответного импульса со своим номером.
предусматривают возможность долговременного хранения
Слайд 7
Применение микросхем RFID
поздравительные открытки для проигрывания мелодий
типа «Нарру Birthday»;
снятие штрих-кодов с товаров в магазинах;
чипы для
животных;
установка на транспортных средствах;
применения в багажных системах (тестирование в аэропорту Хитроу (Лондон));
Европейский Центробанк принял решение наладить в ближайшие годы выпуск банкнот с вживленными микросхемами.
Слайд 8
Технологическая основа RFID стремительно развивается
Наиболее миниатюрные из микросхем
этого типа пассивны (не содержат внутреннего источника питания), а
их возможности ограничиваются передачей уникальных идентификаторов по внешним запросам
Более крупные микросхемы RFID активны, в них могут быть встроены аккумуляторы и элементарный компьютер – они способны выполнять определенный набор вычислительных операций. (например смарт-карты, применяемые в финансовых операциях)
Слайд 9
Микроконтроллеры
Микроконтроллеры выполняют функцию управления устройствами и организации их
пользовательских интерфейсов.
Состоит: процессор, память и средства ввода-вывода
Ввод-вывод, как правило,
осуществляется отслеживанием состояния кнопок и переключателей с контролем состояния световых индикаторов, дисплея и звуковых компонентов устройства. ПО микроконтроллеров в большинстве случаев «прошивается» производителем в виде постоянной памяти.
Микроконтроллеры бывают 4-, 8-, 16- и 32-разрядными.
Слайд 10
Устройства, работающие с помощью микрокомпьютеров:
бытовые приборы (будильники, стиральные
машины, сушильные аппараты, микроволновые печи, охранные сигнализации);
коммуникаторы (беспроводные и
сотовые телефоны, факсимильные аппараты, пейджеры);
периферийные устройства (принтеры, сканеры, модемы, приводы CD-ROM);
развлекательные устройства (видеомагнитофоны, DVD-плееры, музыкальные центры, МРЗ-плееры, телеприставки);
Слайд 11
формирователи изображений (телевизоры, цифровые фотокамеры, видеокамеры, объективы, фотокопировальные
устройства);
медицинское оборудование (рентгеноскопические аппараты, томографы, кардиомониторы, цифровые термометры);
военные комплексы
вооружений (крылатые ракеты, межконтинентальные баллистические ракеты, торпеды);
торговое оборудование (торговые автоматы, кассовые аппараты);
игрушки (говорящие куклы, приставки для видеоигр, радиоуправляемые машинки и лодки).
Устройства, работающие с помощью микрокомпьютеров:
Слайд 12
Мобильные и игровые компьютеры
Обычные компьютеры, в которых расширенные
возможности графических и звуковых контроллеров сочетаются с ограничениями по
объему ПО и пониженной расширяемостью.
Примеры: Sony PlayStation, мобильные компьютеры
Ограничения по части аппаратного и программного обеспечения, низкие тактовые частоты, недостаточный объем памяти, отсутствие монитора с высоким разрешением и (как правило) жесткого диска => низкая цена
Требования: должны потреблять как можно меньше энергии
Слайд 13
Персональные компьютеры
Две основных категории:
настольные, портативные (ноутбуки)
планшетные
компьютеры (как, например, iPad)
Комплектуются
модулями памяти общей емкостью в
несколько гигабайт
жестким диском с данными на несколько терабайтов
приводом CD-ROM/DVD/Blu-ray
звуковой картой
сетевым интерфейсом
монитором с высоким разрешением и другими периферийными устройствами.
На них устанавливаются сложные операционные системы, они расширяемы, при работе с ними используется широкий спектр программного обеспечения.
Слайд 14
Печатная (материнаская) плата
Центральным компонентом любого персонального компьютера является
печатная плата, на которой устанавливаются:
процессор
память
устройства ввода-вывода (звуковая
плата, возможно — модем и т. д.)
интерфейсы клавиатуры, мыши, дискового привода, сетевой платы и прочих периферийных устройств, а также расширительные гнезда.
Intel DQ67SW
Слайд 15
Серверы
Мощные персональные компьютеры и рабочие станции часто используются
в качестве сетевых серверов — как в локальных сетях
(обычно в пределах одной организации), так и в Интернете.
Поставляются в однопроцессорной и мультипроцессорной конфигурациях.
Устанавливаются модули памяти общим объемом в несколько гигабайтов, жесткие диски емкостью в терабайты и высокоскоростные сетевые интерфейсы. Некоторые серверы способны обрабатывать тысячи транзакций в секунду.
Работают под управлением ОС UNIX и Windows.
Слайд 16
Серверы Википедия в Тампа, Флорида
Слайд 17
Кластеры
Кластер состоит из нескольких стандартных серверных систем, подключенных
друг к другу по высокоскоростной сети и снабженных специальным
программным обеспечением, которое позволяет направлять их ресурсы на решение единых задач (как правило, научных и инженерных).
Большие кластеры обычно размещаются в специальных залах или зданиях, называемых центрами обработки данных.
Слайд 18
Кластеры
Нередко кластеры используются для создания веб-серверов
Пример: у
Google по всему миру размещены центры обработки данных для
обслуживания поисковых запросов; самый большой центр в Далласе (штат Орегон) занимает площадь двух футбольных полей.
Облачные технологии: PC, ноутбуки, планшеты и смартфоны предоставляют пользовательский интерфейс к облаку (то есть центрам обработки данных), в котором хранятся все фотографии, видеоролики, музыка и другие данные пользователя.
Слайд 19
Linux кластер в Хемницком техническом университете, Германия
Слайд 20
Мэйнфреймы
Большие компьютеров размером с комнату, напоминающих компьютеры 60-х
годов
Обычно работают не намного быстрее, чем мощные серверы, но
у них выше скорость процессов ввода-вывода и они часто оснащаются огромными дисковыми массивами, в которых хранятся многие тысячи гигабайт информации.
Обходятся дорого.
IBM System z9 модель 2004
Слайд 21
Мэйнфреймы
Среднее время наработки на отказ 12-15 лет.
Повышенная
устойчивость систем. Могут изолировать и исправлять большинство аппаратных и
программных ошибок
Дублирование: два резервных процессора, резервные модули, альтернативные пути доступа к периферийным устройствам.
Горячая замена всех элементов вплоть до каналов, плат памяти и центральных процессоров.
Целостность данных. Используется память с коррекцией ошибок. Дисковые подсистемы, построенные на основе RAID-массивов с горячей заменой и встроенных средств резервного копирования.
