Расскажите об отличии больших мини микро эвм и персональных компьютеров

Обновлено: 03.07.2024

По функциональным возможностям и размерам ЭВМ можно разделить (рис. 1.1) на супер-ЭВМ, большие, малые и микро-ЭВМ.

Рис. 1.1. Классификация ЭВМ по функциональным возможностям и размерам

Некоторые сравнительные параметры названных классов современных ЭВМ приведены в таблице 1.2.

Сравнительные параметры различных классов ЭВМ

Исторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база которых прошла путь от электронных ламп до интегральных схем со сверхвысокой степенью интеграции.

Супер-ЭВМ - мощные, высокоскоростные вычислительные машины (системы) с производительностью от сотен миллионов до триллионов операций с плавающей точкой в секунду. Супер-ЭВМ выгодно отличаются от больших универсальных ЭВМ по быстродействию числовой обработки, а от специализированных машин, обладающих высоким быстродействием в сугубо ограниченных областях, возможностью решения широкого класса задач с числовыми расчетами.

При производительности порядка нескольких GFLOPS можно еще обойтись одним векторно-конвейерным процессором (однопроцессорные супер-ЭВМ). Создание высокопроизводительной супер-ЭВМ с быстродействием порядка TFLOPS по современной технологии на одном процессоре не представляется возможным. Это связано с ограничением, обусловленным конечным значением скорости распространения электромагнитных волн (300 000 км/сек), так как время распространения сигнала на расстояние нескольких миллиметров (линейный размер стороны микропроцессора) при быстродействии 100 млрд. оп/с становится соизмеримым с временем выполнения одной операции. Поэтому супер-ЭВМ с такой производительностью создаются в виде высокопараллельных многопроцессорных вычислительных систем.

В настоящее время в мире насчитывается несколько тысяч супер-ЭВМ, начиная с простых офисных до мощных: Cyber 205 (фирмы Control Data), VP 2000 (фирмы Fujitsu), VPP500 (фирмы Siemens) и др., производительностью несколько десятков GFLOPS.

Большие ЭВМ часто называют мэйнфреймами (Mainframe). Они поддерживают многопользовательский режим работы (обслуживают одновременно от 16 до 1000 пользователей).

Основные направления эффективного применения мэйнфреймов - 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 мэйнфреймов в качестве больших серверов вычислительных сетей - часто отмечается специалистами среди наиболее актуальных.

Примерами больших ЭВМ может служить семейство больших машин ЕС ЭВМ, IBM ES/9000 (1990г.), IBM S/390 (1997г.), а также японские компьютеры М1800 фирмы Fujitsu.

Малые ЭВМ (мини-ЭВМ) - надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по сравнению с мэйнфреймами возможностями. В многопользовательском режиме поддерживаются 16 - 512 пользователей.

Основные их особенности:

- широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения,

- аппаратная реализация большинства системных функций ввода-вывода информации,

- простая реализация многопроцессорных и многомашинных систем,

- высокая скорость обработки прерываний,

- возможность работы с форматами данных различной длины.

К достоинствам мини-ЭВМ можно отнести:

1) специфическую архитектуру с большой модульностью;

2) лучшее, чем у мэйнфреймов, соотношение производительность/ стоимость;

3) широкая номенклатура периферийных устройств;

4) повышенную точность вычислений.

Мини-ЭВМ успешно применяются:

- в качестве управляющих вычислительных комплексов.

- вычислений в многопользовательских вычислительных системах,

- в системах автоматизированного проектирования,

- в системах моделирования и искусственного интеллекта,

Одними из первых мини-ЭВМ были компьютеры PDP-11 фирмы DEC (США), Система Малых ЭВМ (СМ ЭВМ): СМ1, 2,3,4,1400, 1700 и др. В настоящее время семейство мини-ЭВМ включает большое число моделей от VAX-11 до VAX 8000, супермини-ЭВМ класса VAX 9000 и др.

Микро-ЭВМ по назначению можно разделить на универсальные и специализированные.

Универсальные многопользовательские ЭВМ - это мощные микро ЭВМ, используемые в компьютерных сетях, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям. Это универсальные серверы (Server) компьютерных сетей, обрабатывающие запросы от всех станций сети, выделенный для обработки запросов от всех станций вычислительной сети, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам (вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и др.) и распределяющий эти ресурсы.

Эту интенсивно развивающуюся группу компьютеров обычно относят к микро-ЭВМ, но по своим характеристикам мощные серверы скорее можно отнести к малым ЭВМ и даже к мэйнфреймам, а супер серверы приближаются к супер-ЭВМ.

Универсальные однопользовательские ЭВМ или персональные компьютеры (ПК) должныудовлетворять требованиям общедоступности и универсальности применения и иметь следующие характеристики:

- малую стоимость, находящуюся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

- автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;

- гибкость архитектуры, обеспечивающую ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

- «дружественность» операционной системы и прочего программного обеспечения для пользователя;

- высокую надежность работы (более 5000 ч. наработки на отказ).

Наибольшей популярностью в настоящее время пользуется ПК архитектурного направления (платформы) IBM с микропроцессорами фирмы Intel. По конструктивным особенностям ПК можно разделить на стационарные и переносные (мощные переносные компьютеры (рабочие станции) массой до 15 кг; портативные (наколенные) компьютеры типа «LapTop» массой 5-10кг; компьютеры-блокноты (Note Book и Sub Note Book) массой 1,5-4 кг и др.).

Специализированные ЭВМ ориентированы на решение определенного (постоянного) класса задач в течение периода своей эксплуатации. Ориентация специализированных ЭВМ осуществляется различными способами:

- специальной аппаратурной организацией самих ЭВМ или их внешних связей;

- созданием для ЭВМ специального программного обеспечения;

- введением дополнительных аппаратных блоков, расширяющих те или иные функции, возлагаемые на ЭВМ,

Сферы использования таких ЭВМ как в нашей стране, так и за рубежом имеют устойчивую тенденцию к расширению. Можно выделить следующие основные области применения специализированных ЭВМ:

1) промышленное производство и транспорт;

2) военная техника и оборона;

3) непромышленная сфера.

Примером специализированных однопользовательских микро-ЭВМ, ориентированных для выполнения определенного круга задач (графических, инженерных, издательских и др.), являются рабочие станции (Work Station).

Специализированные многопользовательские микро-ЭВМ (спец. серверы) осуществляющие управление базами и архивами данных, многопользовательскими терминалами, поддерживающими факсимильную связь, электронную почту и др.

Специализированные серверы используются для устранения наиболее «узких» мест в работе сети, а именно: создания и управления базами и архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты, управления многопользовательскими терминалами (принтером, плоттером и др.

Файл-сервер используется для работы с файлами данных, имеет объемные дисковые ЗУ.

Архивационный сервер (сервер резервного копирования) предназначен для резервного копирования информации, использует накопители на магнитной ленте (стриммеры) со сменными картриджами.

Факс-сервер, почтовый сервер - выделенные компьютеры для организации эффективной многоадресной факсимильной связи или электронной почты.

Встраиваемые микро-ЭВМ входят составным элементом в промышленные и транспортные системы, технические устройства и аппараты, бытовые приборы. Они способствуют существенному повышению их эффективности функционирования, улучшению технико-экономических и эксплуатационных характеристик.

Специализированные однопользовательские ЭВМ или рабочие станции (Work station), - это однопользовательская система с мощным процессором и многозадачной ОС, имеющая развитую графику с высоким разрешением, большую дисковую и оперативную память и встроенные сетевые средства.

Рабочие станции появились на рынке ЭВМ почти одновременно с ПК и находились впереди по своим вычислительным возможностям. Переломным моментом в развитии рабочих станций стало появление новой архитектуры микропроцессоров RISC, позволившей резко поднять производительность ЭВМ. Современные рабочие станции сопоставимы, а иногда даже превосходят ПК по своим характеристикам. Современная рабочая станция - это не просто большая вычислительная мощность, это тщательно сбалансированные возможности всех подсистем машины, чтобы ни одна из них не стала «узким местом», сводя на нет преимущества других. Всё это в значительной мере и определяло их область применения и проблемную ориентацию: автоматизированное проектирование, банковское дело, управление производством, разведка и добыча нефти, связь, издательская деятельность и др.

Лидером на мировом рынке рабочих станций является американская фирма Sun Microsystems. Архитектура SPARC, разработанная фирмой Sun и использующаяся в её машинах, стала фактически стандартом де-факто. Традиционно доминирующей ОС на рынке рабочих станций была система Unix и ей подобные системы (Solaris и др). В последнее время наблюдается некоторый рост использования операционных систем VAX VMS и в ещё большей степени Windows NT.

Существует достаточно много систем классификации компьютеров. Мы рассмотрим лишь некоторые из них, сосредоточившись на тех, о которых наиболее часто упоминают в доступной технической литературе и средствах массовой информации.

Классификация по назначению — один из наиболее ранних методов классификации. Он связан с тем, как компьютер применяется.

Большие ЭВМ - это самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. За рубежом компьютеры этого класса называют мэйнфреймами ( mainframe ). В России за ними закрепился термин большие ЭВМ. Штат обслуживания большой ЭВМ составляет до многих десятков человек. На базе таких суперкомпьютеров создают вычислительные центры,включающие в себя несколько отделов или групп.

Мини-ЭВМ
От больших ЭВМ компьютеры этой группы отличаются уменьшенными размерами и, соответственно, меньшей производительностью и стоимостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, научными учреждениями и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную деятельность с научной.
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

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 микро-ЭВМ, а разработку нужных прикладных программ заказывают более крупным вычислительным центрам или специализированным организациям.

Персональные компьютеры (ПК)

Эта категория компьютеров получила особо бурное развитие в течение последних двадцати лет. Из названия видно, что такой компьютер предназначен для обслуживания одного рабочего места. Как правило, с персональным компьютером работает один человек. Несмотря на свои небольшие размеры и относительно невысокую стоимость, современные персональные компьютеры обладают немалой производительностью. Многие современные персональные модели превосходят большие ЭВМ 70-х годов, мини-ЭВМ 80-х годов и микро-ЭВМ первой половины 90-х годов. Персональный компьютер ( Personal Computer , PC ) вполне способен удовлетворить большинство потребностей малых предприятий и отдельных лиц.

Чтобы судить о возможностях эвм, их принято разделять на группы по определённым признакам, т.е. классифицировать.

Компьютер на белом фоне

Классификация эвм по таким показателям, как габариты и производительность, следующая

Сверхпроизводительные СуперКомпьютеры и системы ЭВМ

это самые мощные вычислительные системы. В настоящее время к ним относятся: суперЭВМ «Gray» и «IBM SP2» (США). СуперКомпьютер требуют особого температурного режима при эксплуатации, например, охлаждения жидким азотом. Их производительность несопоставима с производительностью компьютеров других классов. Например, модель «Gray-3» является 16-процессорной машиной с быстродействием более 10 млрд операций в секунду, а в модели СS 5400 число процессоров доведено до 64.

классификация эвм

Большие компьютеры

Большие компьютеры (универсальные Компьютеры общего назначения) исторически появились первыми понятия классификация эвм. Их основное назначение – выполнение сложных научно-технических расчётов, решение задач математического моделирования, использование в качестве центральных машин в крупных автоматизированных системах управления. Примеры: модели фирмы IBM семейства 370 и отечественные аналоги ЕС Компьютеры.

Мини ПК

Мини ЭВМ – самый многочисленный и быстро развивающийся классификация эвм, отличаются малыми размерами, низкой стоимостью и универсальными возможностями. Они появились в 1960-е годы и широко применялись для управления технологическими процессами создания систем автоматизированного проектирования и гибких производственных систем. Например: машины семейства VAX-11 фирмы DEC и их отечественный аналог – СМ-1700.

Микро ПК

Микро ПК– машины на основе микропроцессора, они получили широкое распространение во всех сферах деятельности человека благодаря малым размерам, высокой производительности, повышенной надёжности и небольшой стоимости.

Классификация персональных компьютеров

Классификация эвм, персональных компьютеров выглядит так:

а) многопользовательские, оснащённые рядом терминалов;

б) встроенные, предназначенные для управления технологическим оборудованием или подсистемой автомобиля, являясь по сути частью управляемого объекта;

в) рабочие станции, включающие в себя широкий круг достаточно мощных и дорогостоящих микро-Компьютеры, которые предназначены как для выполнения графических работ в системах автоматизированного проектирования, так и для работы в издательских системах. Рабочей станцией иногда называют компьютер, выполняющий роль хост-машины в глобальной вычислительной сети;

г) персональные Компьютеры предназначены для индивидуального обслуживания пользователя и ориентированы на решение различных задач неспециалистами в области вычислительной техники, т.е. для поддержки различных видов профессиональной деятельности. На основе эвм создаются автоматизированные рабочие места (АРМ) для представителей разных профессий: конструкторов, дизайнеров, технологов и т.д.;

д) портативные компьютеры (Notebook – записная книжка) по объёму значительно меньше эвм, они удобны для транспортировки. В корпусе размещены ЖК монитор и системный блок. Обычно он содержит только необходимый минимум устройств, причём большая их часть (дополнительный жёсткий диск, модем, дисководы) подключаются через специальные разъёмы;

е) электронные секретари представляют собой интеллектуальную электронную записную книжку и могут быть использованы для решения ограниченного круга задач: набора текста с помощью специального пера прямо на экране, составления несложной электронной таблицы, отправления электронной почты. Отдельные модели оснащены цветным дисплеем и миниатюрной клавиатурой.

С целью регулирования процесса развития и совершенствования аппаратных средств эвм, обеспечения совместимости с операционными системами Windows корпорации Microsoft, Intel, Compaq, начиная с 1997 г., разработали классификация эвм . При создании ежегодно обновляемых спецификаций (РС97, РС98, РС99, РС99А, РС2001 и др.) были поставлены следующие цели:

1) повысить качество аппаратных и программных средств, упростить работу и удовлетворить разнообразные запросы пользователей;

2) наладить производство аппаратных средств и драйверов для работы под управлением Windows как высококачественных, так и дешёвых, но обладающих достаточной производительностью;

3) способствовать внедрению новых конструкторских и технологических решений при создании новых моделей.

Данные спецификаций описывают архитектуру, набор устройств и требований к ним, функции BIOS, конструкцию и тип корпуса эвм и по сути являются руководством для разработки аппаратных средств. Согласно данным спецификациям на рынке компьютеров системы IBM PC классифицируются следующим образом:

ConsumerPC – эвм для домашнего пользования, предназначенный для развлечений и игр, а также эвм , используемый в малом и ли домашнем офисе;
OfficePC – эвм для корпоративного применения, отличающийся от ConsumerPC меньшей стоимостью и возможностью работать в локальной сети;
Workstation – рабочая станция, используемая для работы с ресурсоёмкими приложениями: системами автоматического проектирования, банковскими программами, сложными издательскими системами;
Mobile PC – мобильный эвм ;
Entertainment РС – мультимедийный эвм , ориентированный на игры с 2D/3D-графикой и звуковым сопровождением; работу в Интернет; обеспечение персональной связи (электронная почта, видеотелефонная связь); интерактивное телевидением с большим разрешением. Кроме того, его можно использовать в звуковой системе домашнего кинотеатра; для игр и просмотра DVD-фильмов; в качестве источника видеосигнала для оцифровки изображения видеомагнитофона для редактирования и последующего воспроизведения видеосюжета на эвм .

Каждая из категорий эвм должна соответствовать базовому набору характеристик эвм , установленному в соответствующей спецификации.

Системы адресации, используемые в мини-ЭВМ. (На примере СМ ЭВМ) .

Системы адресации, используемые в ПЭВМ. (На примере конкретной ПЭВМ) .

Заключение. Сравнительный анализ систем адресации используемых в мини- и персональных ЭВМ.

Малые ЭВМ высокой производительности. Архитектура и программирование. Москва "Радио и связь" 1990.

Д. Брамм, П. Брамм. Процессор 80386 и его программирование. "Мир" 1990.

Шагурин, В. Б. Бродин, Г. П. Мозговой. Описание и система команд. МП "Малип" 1992.

В конце 60-х годов начался серийный выпуск сравнительно небольших и дешевых мини-ЭВМ. Их предназначали для предприятий и организаций, где установка высокопроизводительных ЭВМ была экономически невыгодной. В их задачу первоначально входила автоматизация профессиональной работы в различных организациях, работа на предприятиях в качестве проблемно-ориентированных ЭВМ. В 1977-78 году был начат выпуск семейства малых ЭВМ (СМ ЭВМ) . Их часто называли управляющими вычислительными комплексами, так как они чаще всего использовались в системах управления различного рода. Однако, СМ 3-ей очереди, разработанные в последние годы относятся уже к ЭВМ четвертого поколения и имеют большую производительность, поэтому круг их применения резко расширился, и их активно используют в качестве автоматизированных рабочих мест, объединяют в вычислительные системы, и поручают им расчет экономических и статистических задач. С появлением больших интегральных схем связано развитие другого класса машин - микро ЭВМ, и, как достижение этого направления - появление мощных профессиональных ПЭВМ, которые используются на рабочих местах для автоматизации труда, несложных расчетов и различного рода проектирования. Основным отличием мини- от микро ЭВМ несомненно является ориентация. Машины СМ ЭВМ выпускались как проблемно ориентированные ЭВМ и поддерживались большим количеством различных модулей определяющих их специализацию, в то время как ПЭВМ - это универсальные ЭВМ, рассчитанные помимо применения в профессиональной деятельности еще и на применение в качестве обучающих и бытовых ЭВМ. По функциональным возможностям мини- и микро ЭВМ имеющие примерно один и тот же уровень не отличаются друг от друга, как это должно быть для машин разного класса, т.е. учитывая что мини-ЭВМ считается более мощной чем микро ЭВМ, а в частности ПЭВМ. Для сравнения возьмем супермини-ЭВМ СМ 1700 и современную персональную ЭВМ на базе 32-разрядного процессора.

СМ 1700 AMD 80386 DX 40Mhz Производительность, млн. оп./с 3 9.6

Разрядность 32 32 Емкость ОЗУ Мбайт 5-15 1-128 Все данные по процессору AMD386 взяты из документации на Ali 386 MINI ISA System Board. Как видно с развитием элементной базы ПЭВМ, задуманные как менее мощные, чем мини-ЭВМ персональные компьютеры обогнали их по производительности.

Читайте также: