Составляющие и основные характеристики компьютерных систем
Другие рефераты
Составляющие и основные характеристики компьютерных систем.
Содержание:
1. Понятие «компьютерные системы».
2. Компьютер.
3. Локальные и глобальные сети.
Понятие «компьютерные системы».
Сегодня под термином «компьютерные системы» подразумевают:
- непосредственно компьютер с установленным на него системным и приклад-ным программным обеспечением, а также электронные носители данных;
- локальные и глобальные компьютерные сети.
Как для любой системы, можно выделить четыре базовых характеристики ком-пьютерных систем:
1. отношение стоимость/производительность;
2. надежность и отказоустойчивость;
3. масштабируемость;
4. совместимость и мобильность программного обеспечения.
Составляющие компьютерной системы, как информационной, могут выполнять 5 основных функций (одну или несколько сразу):
1. получение информации из внешних источников;
2. выдача информации;
3. хранение информации;
4. передача информации;
5. обработка информации .
Рассмотрим отдельно компьютеры, локальные и глобальные сети.
Компьютер.
По областям применения и соответственно предъявляемым требованиям компь-ютеры можно классифицировать:
1. Персональные компьютеры и рабочие станции.
Появились в результате эволюции миникомпьютеров при переходе элементной базы машин с малой и средней степенью интеграции на большие и сверхбольшие интегральные схемы. ПК, благодаря своей низкой стоимости, очень быстро завоева-ли хорошие позиции на компьютерном рынке и создали предпосылки для разработ-ки новых программных средств, ориентированных на конечного пользователя. Это прежде всего – «дружественные пользовательские интерфейсы», а также проблемно-ориентированные среды и инструментальные средства для автоматизации разработ-ки прикладных программ.
Первоначальная ориентация рабочих станций на профессиональных пользовате-лей привела к тому, что рабочие станции - это хорошо сбалансированные системы, в которых высокое быстродействие сочетается с большим объемом оперативной и внешней памяти, высокопроизводительными внутренними магистралями, высокока-чественной и быстродействующей графической подсистемой и разнообразными устройствами ввода/вывода.
2. X-терминалы.
Представляют собой комбинацию бездисковых рабочих станций и стандартных терминалов. Занимают промежуточное положение между персональными компью-терами и рабочими станциями.
Типовой X-терминал включает следующие элементы: экран высокого разреше-ния; микропроцессор: на базе Motorola, RISC и т.д.; отдельный графический сопро-цессор; базовые системные программы; программное обеспечение сервера; пере-менный объем локальной памяти; порты для подключения клавиатуры и мыши; пе-реферийные устройства.
3. Серверы.
Прикладные многопользовательские коммерческие и бизнес системы требуют перехода к модели вычислений «клиент-сервер» и распределенной обработке. В распределенной модели «клиент-сервер» часть работы выполняет сервер, а часть пользовательский компьютер. Существует несколько типов серверов, ориентиро-ванных на разные применения: файл-сервер, сервер базы данных, принт-сервер, вы-числительный сервер, сервер приложений. Таким образом, тип сервера определяется видом ресурса, которым он владеет (файловая система, база данных, принтеры, про-цессоры или прикладные пакеты программ).
С другой стороны существует классификация серверов, определяющаяся мас-штабом сети, в которой они используются: сервер рабочей группы, сервер отдела или сервер масштаба предприятия (корпоративный сервер).
Современные серверы характеризуются: наличием двух или более центральных процессоров; многоуровневой шинной архитектурой, а также множество стандарт-ных шин ввода/вывода; поддержкой технологии дисковых массивов RAID; под-держкой режима симметричной многопроцессорной обработки, которая позволяет распределять задания по нескольким центральным процессорам или режима асим-метричной многопроцессорной обработки, которая допускает выделение процессо-ров для выполнения конкретных задач; работают под управлением операционных систем UNIX, Windows; высокой степенью расширяемости, гибкости и адаптируе-мости .
4. Мейнфреймы.
Это синоним понятия «большая универсальная ЭВМ». Они могут включать один или несколько процессоров, каждый из которых, в свою очередь, может оснащаться векторными сопроцессорами (ускорителями операций с суперкомпьютерной произ-водительностью). В архитектурном плане мейнфреймы представляют собой много-процессорные системы, содержащие один или несколько центральных и перифе-рийных процессоров с общей памятью, связанных между собой высокоскоростными магистралями передачи данных. При этом основная вычислительная нагрузка ло-жится на центральные процессоры, а периферийные процессоры обеспечивают ра-боту с широкой номенклатурой периферийных устройств.
5. Кластерные архитектуры.
Кластерная система определяется как группу объединенных между собой вычис-лительных машин, представляющих собой единый узел обработки информации.
Обладает следующими основными характеристиками: высокая готовность; высо-кая пропускная способность; удобство обслуживания системы: общие базы данных могут обслуживаться с единственного места, прикладные программы могут инстал-лироваться только однажды на общих дисках кластера и разделяться между всеми компьютерами кластера; расширяемость: увеличение вычислительной мощности кластера достигается подключением к нему дополнительных компьютеров.
Главная особенность структуры ЭВМ заключается в том, все устройства ЭВМ обмениваются информацией через системную шину. К системной шине подключён центральный процессор (или несколько процессоров), оперативная, постоянная и кеш-память, которые выполнены в виде микросхем. Упомянутые компоненты мон-тируются на материнской плате. К материнской плате присоединяются платы внеш-них устройств: видеоадаптер, звуковая плата, сетевая плата и др. В зависимости от сложности устройств на этих платах могут располагаться другие специализирован-ные процессоры: математический, графический и др. С помощью проводов к мате-ринской плате подключены жёсткий диск, гибкий диск и устройство чтения оптиче-ских дисков.
Любой персональный компьютер содержит следующие основные элементы:
1. процессор - устройство, непосредственно осуществляющее процесс обработки данных, основные характеристики: тактовая частота, длина слова, архитекту-ра;
2. системная шина: система объединённых проводов для передачи информации между подключёнными к ней устройствами ЭВМ, по шине передаётся инфор-мация трёх типов: данные, адреса данных, команды;
3. материнская плата с чипсетом;
4. внутренняя память: конструктивно выполняется в виде модулей, представ-ляющих собой несколько микросхем на небольшой плате и предназначено для хранения промежуточных данных, к которым необходим максимально быст-рый доступ, основные характеристики памяти: ёмкость, время доступа, стои-мость хранения единицы информации;
5. внешние устройства: делятся на устройства ввода, устройства вывода и внеш-ние запоминающие устройства, основной обобщающей характеристикой внешних устройств может служить скорость передачи данных:
Тип устройства Направление передачи данных Скорость передачи, Кбайт/с
Клавиатура ввод 0,01
Мышь ввод 0,02
Голосовой ввод ввод 0,02
Сканер ввод 200
Голосовой вывод вывод 0,06
Строчный принтер вывод 1,00
Лазерный принтер вывод 100
Оптический диск ЗУ 7800
Магнитная лента ЗУ 2000
Магнитный диск ЗУ 25000
Флоппи диск ЗУ 40
В качестве внешней памяти в ПЭВМ применяются носители, использующие раз-личные физические принципы:
- магнитные диски - это основные носители, отличаются наибольшей скоро-стью передачи данных, однако надёжность хранения информации на магнит-ных дисках не слишком высока;
- гибкие магнитные диски: низкая стоимость и надёжность;
- компакт диски: высокая ёмкость, низкая цена, высокая надёжность…
6. Монитор. Средство отображения графической и тестовой информации.
В качестве общих характеристик можно выделить такие, как:
1. Быстродействие (производительность):
Быстродействием компьютера называется скорость, с которой он выполняет оп-ределенную последовательность запросов (определяется скоростью работы процес-сора, пропускной способностью шины данных или скоростью обмена с внутренни-ми и внешними устройствами).
По отношению к современным компьютерам трудно применима, так как мощ-ность компьютеров растет как за счет повышения производительности, так и за счет усложнения архитектуры .
Основу для сравнения различных типов компьютеров между собой дают стан-дартные методики измерения производительности.
Единицей измерения производительности компьютера является время: компью-тер, выполняющий тот же объем работы за меньшее время является более быстрым. Время выполнения любой программы измеряется в секундах. Часто производитель-ность измеряется как скорость появления некоторого числа событий в секунду, так что меньшее время подразумевает большую производительность.
Для измерения времени работы процессора на данной программе используется специальный параметр - время ЦП (CPU time), которое не включает время ожидания ввода/вывода или время выполнения другой программы. Очевидно, что время отве-та, видимое пользователем, является полным временем выполнения программы, а не временем ЦП. Время ЦП может далее делиться на время, потраченное ЦП непосред-ственно на выполнение программы пользователя и называемое пользовательским временем ЦП, и время ЦП, затраченное операционной системой на выполнение за-даний, затребованных программой,
| |  скачать работу |
Другие рефераты
|
