Терминология в области ЭВМ, ВС и комплексов

1. Массовый (Consumer PC).

2. Деловой (Office PC).

3. Портативный (Mobile PC).

4. Рабочая станция (Workstation PC).

5. Развлекательный (Entertainment PC).

Хотя грань между ПК и рабочими станциями постепенно стирается, отличительной особенностью последних остается внушительный набор дорогих периферийных устройств, состав которых зависит от области использования рабочей станции. Например, для профессиональной графической станции это будет, помимо мощного графического адаптера, монитор с большой диагональю и множеством поддерживаемых разрешений, сканер, цветной лазерный принтер. Кроме этого, рабочие станции от других настольных систем отличают повышенные надежность и отказоустойчивость, основанные на жестоком отборе высококачественных дорогих комплектующих и тщательнейшем тестировании готовых систем.

Портативные ЭВМ

Как следует из названия, портативные ЭВМ отличаются малыми размерами и массой и, следовательно, возможностью переноса и работы в дороге. Поэтому данный класс ЭВМ еще называют переносимыми ЭВМ (Mobile PC). В англоязычных источниках часто используется слово laptop — наколенный компьютер.

Портативные ЭВМ, хотя и являются персональными компьютерами, тем не менее выделены нами в отдельный класс. Связано это с существенными отличиями в архитектуре между ПК и портативными ЭВМ. Подробно эти отличия будут рассмотрены ниже, здесь же заметим, что, в свою очередь, портативные ЭВМ можно разделить на два больших подкласса — карманные ПК и ноутбуки.

История портативных ЭВМ ведет свое начало с малогабаритных ПК. Первым образцом считается модель 5100, изготовленная компанией IBM в 1975 г. Данная ЭВМ представляла собой полнофункциональный ПК, собранный в одном корпусе с клавиатурой и 5-дюймовым монохромным ЭЛТ-монитором. По тем временам это был настоящий переносимый микрокомпьютер, несмотря на внушительный вес 20 кг.

Отличительной особенностью ноутбуков является изготовление их в виде раскладывающейся книги, на одной стороне которой располагается клавиатура, а на другой — экран монитора. Ноутбук—это полностью автономная ЭВМ, оборудованная встроенным дисплеем, клавиатурой, указательным устройством и аккумуляторной батареей.

Как отдельный массовый класс, ноутбуки выделились сравнительно недавно — с начала 90-х годов XX в. (точнее, в 1989 г. сразу несколько компаний представили новые модели портативных ПК, практически не отличающихся внешне от современных ноутбуков). С этих пор рыночная доля ноутбуков непрерывно растет. При этом современный рынок ноутбуков характеризуется столь богатым многообразием, что назрела необходимость в отдельной классификации ноутбуков (рис. 1.1).

Ноутбуки можно классифицировать по следующим признакам:

1) по габаритам и массе;

2) по сегменту рынка;

3) по производительности и функциональным возможностям;

4) по типу центрального процессора и платформе.

Для портативного ПК габариты и масса являются одними из самым важных характеристик. По данному признаку ноутбуки можно разделить на:

• среднеформатные;

• «тонкие и легкие»;

• ультракомпактные;

• «замена настольного ПК».

Большинство ноутбуков относится к среднеформатным, имеющим сравнительно небольшие габариты и массу 3-3,5 кг. Они представляют собой разумный компромисс между мобильностью и функциональными возможностями.

«Тонкие и легкие» ноутбуки предназначены для пользователей, совершающих частые разъезды и работающих в пути. Отличительными особенностями являются уменьшенные габариты и масса, позволяющие носить ноутбук вместе с документами. Отрицательными сторонами данных ПК являются уменьшенный шаг клавиатуры, минимум портов ввода-вывода и, как правило, отсутствие встроенных приводов накопителей на оптических и гибких магнитных дисках.

Ультракомпактные модели по размеру и весу сравнимы с небольшой книжкой. Платой за миниатюрность является, помимо недостатков тонких моделей, маленький экран.

Последний класс ноутбуков представлен моделями, ни в чем не уступающими настольным ПК. Данный класс получил название DTR (.Desktop Replacement — «замена настольного ПК»), Данные ноутбуки имеют полный набор портов ввода-вывода, большие экраны и полноразмерные клавиатуры. Обратной стороной этих преимуществ являются большие габариты и масса, а также малое время работы от батарей.

Изготовители и поставщики ноутбуков для классификации используют некоторую комплексную оценку, четко определяющую сегмент рынка, для которого предназначена та или иная модель. Данная комплексная оценка основана на нескольких параметрах, важнейшими из которых являются массогабаритные характеристики, производительность и цена ноутбука. В соответствии с этой оценкой выделяются следующие классы:

• массовые модели;

• бизнес-модели;

• ультрапортативные модели;

• высокопроизводительные модели.

Данная классификация очень похожа на классификацию по массе и габаритам, но не совпадает с ней. Например, с учетом цены «тонкие и легкие» ноутбуки могут быть как массовыми моделями, так и моделями бизнес-класса.

По производительности и функциональным возможностям ноутбуки различаются в зависимости, во-первых, от величины производительности, во-вторых, от того, какие подсистемы (графическая, звуковая, ввода-вывода) портативной ЭВМ и в какой степени развиты. Несмотря на огромный прогресс в области производства микроэлектронного оборудования для ноутбуков, все еще продолжает действовать правило «больше размеры — выше производительность и шире функциональные возможности».

Тип центрального процессора оказывает огромное влияние на габариты и производительность портативного ПК, поэтому нередко используется для классификации ноутбуков. Поскольку число производителей ЦП для ноутбуков на сегодняшний день весьма ограниченно, выделяют несколько классов.

1. Ноутбуки на базе серийных процессоров фирм AMD и Intel. Данные ЦП применяются лишь в ноутбуках DTR-класса. Они обеспечивают максимальную мощность, но, во- первых, быстро расходуют заряд батарей, во-вторых, нуждаются в мощной системе охлаждения.

2. Ноутбуки на базе мобильных процессоров фирмы AMD (AMD Mobile Athlon ХР) из-за сравнительной дешевизны процессора применяются в основном в массовых моделях и обеспечивают средний уровень производительности и энергопотребления.

3. Ноутбуки на базе мобильных процессоров фирмы Intel (Intel Pentium М, платформа Centrino) представлены практически во всех классах, за исключением высокопроизводительных моделей. Широкий спектр моделей с самым разным энергопотреблением и производительностью, а также активные маркетинговые усилия Intel по продвижению платформы Centrino обеспечивают данному классу безусловное лидерство на современном рынке.

4. Ноутбуки на базе процессоров VIA СЗ и Trensmeta Efficeon характеризуются крайне низким энергопотреблением, и поэтому встречаются в классе ультра- портативных моделей.

Как уже было отмечено, архитектура ноутбуков имеет множество особенностей по сравнению с традиционными настольными ЭВМ. Разработка портативного ПК — это всегда поиск компромисса между взаимоисключающими требованиями, важнейшими из которых являются высокая производительность и низкое энергопотребление.

В связи с этим большинство комплектующих для ноутбуков (центральные процессоры, графические процессоры, жесткие диски) изготавливаются по особой технологии (или специально адаптируются) с целью снижения энергопотребления при сохранении производительности. Энергосбережение достигается, во-первых, за счет снижения напряжения питания, во-вторых, за счет широкого применения (вплоть до уровня ядра ЦП) алгоритмов динамического управления питанием. Данные технологические решения позволяют существенно увеличить время работы ноутбука от аккумуляторных батарей.

Остается добавить, что ведущими мировыми производителями ноутбуков, являются фирмы IBM, HP, Dell, ASUS и Toshiba.

Широкое внедрение ноутбуков во все сферы деятельности человека вызвало к жизни и потребность их дальнейшей миниатюризации. Это привело к появлению

карманных ПК (КПК). Особенно востребованными они оказались в сфере развлечений (поездки, полеты, отдых на курортах и др.).

КПК классифицируют (рис. 1.2) по разным признакам: тип ОС, тип дисплея, функциональные возможности и др.

 КПК, как и остальные  виды ПК, прошли несколько стадий своего развития.

На начальном уровне КПК представляли собой приборы небольшого размера, очень легкие и очень тонкие. Экран прикрывала темная крышка. На этом уровне в КПК отсутствовала возможность ввода рукописного текста, имелся ограниченный набор программ обработки, объем памяти составлял единицы Мбайт, питание от батареек формата ААА, имелась возможность подключения к настольному ПК со скоростью передачи данных до 56 Кбит/с.

Зарождением эпохи массовых КПК можно считать 1992 г., когда компания Apple представила модель Newton Notepad (в 1993 г. поступившую в продажу под названием Message Pad). Характеристики КПК впечатляли: экран имел разрешение 320 х 256 точек, встроенная ОС была объектно-ориентированной, многозадачной, многопоточной, с поддержкой графического интерфейса. Главным недостатком, определившим неуспех модели, явилось отсутствие возможности установки программ сторонних производителей.

Отметим, что архитектура КПК значительно отличается от архитектуры остальных классов ЭВМ. Основу процессоров КПК составляет архитектура ARM (Advanced RISC Machines), разработанная в 1983-1985 гг. в компании Acorn Computers. В 1990 г. Acorn, работавшая над развитием ARM уже в сотрудничестве с Apple, преобразовала подразделение, занимавшееся ARM, в отдельную фирму — Advanced RISC Machines. С этих пор архитектура ARM неуклонно развивается, являясь базой практически всех КПК.

Серверы

Слово «сервер» происходит от английского serve — обслуживать. Под сервером мы будем понимать выделенную ЭВМ (как правило, в составе вычислительной сети), обладающую некоторыми аппаратно-программными ресурсами и предоставляющую данные ресурсы пользователям по их запросам. Существует несколько типов серверов, ориентированных на разные применения: файл-сервер, сервер баз данных, принт-сервер, вычислительный сервер, сервер приложений. Таким образом, тип сервера определяется видом ресурса, которым он владеет (файловая система, базы данных, принтеры, процессоры или прикладные пакеты программ).

Серверы стали продуктом специализации персональных компьютеров в локальных сетях. Для эффективной работы сразу многих пользователей с данными целесообразно выделить в локальной сети один или несколько компьютеров, занятых выполнением специализированных задач, отвечающих запросам большинства пользователей. Такими задачами могли быть организация централизованного хранения файлов с предоставлением клиентам возможности считывать и записывать файлы, обработка запросов к базам данных, организация очередей печати на общий принтер и т. п.

Возникла модель сетевой работы с данными, получившая название «модель файл-сервера»: данные находятся на сервере, обработка данных и их визуализация производятся на компьютере клиента. В этой модели дисковое пространство сервера является продолжением дискового пространства компьютера клиента, а сеть выступает как связующее звено файловых систем.

Однако этот подход имеет много недостатков: большой сетевой трафик, неэффективность использования ресурсов сервера, примитивная обработка транзакций, нагрузка на компьютер клиента и т. д. Поэтому возникла альтернативная архитектура, получившая название «клиент-сервер»: данные хранятся и обрабатываются на сервере, визуализация производится на компьютере клиента. При этом громоздкое и дорогое ПО исполняется на сервере, который в этом случае называется сервером приложений. На компьютере клиента остается только ПО, предназначенное для организации связи с сервером, формирования запросов и визуализации данных.

Две модели архитектуры обусловили появление аппаратных серверов двух крайних типов: оптимизированных на работу с файлами и на проведение вычислений. Первому типу соответствуют устройства со сравнительно слабым процессором, но развитой дисковой и сетевой подсистемами, нацеленными на быструю выдачу практически готовых данных; второй тип может иметь много мощных процессоров и способен выполнить большой объем вычислений в сжатые сроки.

С другой стороны, существует классификация серверов, определяющаяся масштабом сети, в которой они используются: сервер рабочей группы, сервер отдела или сервер масштаба предприятия (корпоративный сервер). Эта классификация весьма условна. Например, размер группы может меняться в диапазоне от нескольких человек до нескольких сотен человек, а сервер отдела обслуживать от 20 до сотен пользователей. Очевидно, в зависимости от числа пользователей и характера решаемых ими задач, требования к составу оборудования и программного обеспечения сервера, к его надежности и производительности сильно варьируются. Кроме этого, деление серверов согласно приведенной классификации является сиюминутным — серверы, находящиеся сегодня на уровне предприятия, через год-два не смогут претендовать на уровень отдела. Тем не менее данная классификация достаточно полезна, поскольку интегрирует в себя много различных параметров, основной из которых — производительность.

Производительность сервера определяется производительностью и сбалансированностью его трех основных подсистем: процессорной, дисковой и сетевой. Как правило, для серверов характерны минимальные требования к производительности мультимедийных компонент — графической и аудио подсистем. Важным для серверов является оснащение достаточно мощными блоками питания для возможности установки дополнительных плат расширения и дисковых накопителей, а также устройствами бесперебойного питания.