Cel.ro

Clasificarea calculatoarelor

by gmp
Published on: 11 June 2011
Comments: No Comments

Criterii de clasificare:
- tipul unităţii centrale de prelucrare (UCP);
- cantitatea de memorie internă pe care microprocesorul o poate utiliza;
- capacitatea de stocare a memoriei auxiliare;
- viteza perifericelor de ieşire;
- viteza de prelucrare – exprimată în MIPS (Millions of Instructions Per Second);
- numărul utilizatorilor care pot avea acces la calculator în acelaşi timp;
- costul sistemului.

Supercalculatoare

Includ de obicei resurse hardware sau software deosebite, de ordinul a sute sau mii de procesoare care lucrează în paralel. Rezultă astfel o putere de calcul impresionantă (poate executa peste 1,8 miliarde de operaţii pe secundă), datorată si faptului că se utilizează tehnologii aflate la limita posibilităţilor actuale, în condiţiile în care preţul nu este factorul principal în construcţia lor. Principalele aplicaţii sunt în domeniul militar, al cercetării ştiinţifice, industria aeronautică şi spaţială. Preţul unui supercalculator este însă pe măsură, fiind exprimat în general în milioane de dolari. O abordare mai recentă se axează pe utilizarea sistemelor distribuite (bazate pe reţele de calculatoare) pentru a obţine performanţe comparabile, dar la un preţ cu un ordin de mărime mai mic.

Mainframe

Reprezintă un tip de calculator de asemenea de mare putere, dar nu la acelaşi nivel cu supercalculatoarele. Sunt utilizate cel mai adesea pentru gestiunea bazelor de date de dimensiuni foarte mari, precum şi a altor aplicaţii asemănătoare, care necesită o capacitate de stocare foarte mare şi o interacţiune puternică cu un număr mare de utilizatori, concretizată printr-un volum foarte mare de comunicaţii de date. De asemenea, se pot folosi şi la efectuarea de calcule ştiinţifice de o complexitate mai redusă decât în cazul supercalculatoarelor.

Minicalculatoare  (Servere)

Sunt calculatoare care au rolul de a pune la dispoziţia altor sisteme de calcul diverse resurse (capacitate de stocare, putere de calcul, informaţii de un anumit tip), de obicei prin intermediul unei reţele de calculatoare. Fiind destinat să servească de obicei un număr mare de cereri în paralel, serverul trebuie să aibă la rândul său o putere de calcul considerabilă.

Microcalculatoare (staţii de lucru, personal computers / sisteme desktop, laptop)

Reprezintă tipul de calculator care utilizează un microprocesor ca unitate centrală de prelucrare (UCP) şi care poate fi folosit numai de către o singură persoană la un moment dat.

- Staţiile de lucru (workstations) sunt destinate lucrului individual, dar sunt proiectate pentru a rula aplicaţii profesionale, de complexitate mare, cum ar fi: grafică 3D, prelucrări audio si video, aplicaţii de tip CAD sau GIS, prelucrări de date numerice, etc.

- Sistemele desktop intră în categoria calculatoarelor personale, care pot fi folosite pentru aplicaţii de birou (editare de texte, calcul tabelar, baze de date de dimensiuni reduse etc.) sau pentru jocuri. Sunt în principiu cele mai ieftine calculatoare si din acest motiv cele mai accesibile publicului larg.

- Laptop, notebook, netbook sunt termeni care desemnează calculatoarele personale portabile. Acestea au la bază aceleaşi principii şi tehnologii ca şi sistemele desktop. Diferenţa constă în miniaturizarea echipamentelor şi accentul pus pe mobilitate. Un computer mobil are dimensiuni şi greutate reduse si poate funcţiona un timp (câteva ore) cu ajutorul bateriilor, fără alimentare de la reţeaua electrică. Ţinta principală a acestei categorii de sistem o reprezintă în principal mediul de afaceri, dar şi alte zone pentru care mobilitatea este esenţială.

Clasificarea Flynn

În timp arhitectura von Neumann a fost dezvoltată în mai multe direcţii, rezultând sisteme de calcul cu posibilităţi noi si adaptate noilor cerinţe cerute de societate. O clasificare a sistemelor după arhitectura internă, propusă de Michael Flynn (1966):

SISD (Single Instruction Single Data – o singură instrucţiune, o singură dată de prelucrat)

Clasificare Flynn - SISD

Clasificare Flynn - SISD

Sunt sistemele uzuale cu un singur microprocesor – exemple: microprocesoarele clasice cu arhitectură von Neumann pe 8, 16, 32, 64 biţi cu funcţionare ciclică – preluare instrucţiune, execuţie instrucţiune (rezultă prelucrarea datelor); procesoarele digitale de semnal DSP (Digital Signal Processors) folosite pe scară largă în plăcile de sunet, telefonia mobilă, etc.

SIMD (Single Instruction Multiple Data – o singură instrucţiune, mai multe date)

Clasificare Flynn - SIMD

Clasificare Flynn - SIMD

Sunt sistemele cu microprocesoare matriceale, la care aceleaşi operaţii aritmetice se execută în paralel pentru fiecare element al matricei, operaţia necesitând o singură instrucţiune (se mai numesc sisteme de procesare vectorială).

MISD (Multiple Instruction Single Data – mai multe instrucţiuni, o singură dată)

Clasificare Flynn - MISD

Clasificare Flynn - MISD

Sunt sistemele care folosesc microprocesoare de tip pipeline (conductă), metodă folosită de către procesoarele recente (Pentium sau echivalente). La un astfel de microprocesor, de exemplu, în paralel se execută instrucţiunea n, se decodifică instrucţiunea n+1 si se aduce în memorie instrucţiunea n+2.

MIMD (Multiple Instruction Multiple Data – mai multe instrucţiuni, mai multe date)

Clasificare Flynn - MIMD

Clasificare Flynn - MIMD

Sunt acele sisteme în care se încadrează atât supercalculatoarele cu procesoare dedicate, cât şi sistemele multiprocesor. Sunt cunoscute şi sub denumirea de arhitecturi paralele.

În cazul arhitecturilor MIMD, procesoarele pot avea fiecare propria sa memorie locală, dar există şi o memorie globală, accesată prin intermediul reţelei de interconectare.

Sisteme distribuite

- nu existau în momentul apariţiei clasificării Flynn;
- grup de calculatoare legate în reţea, care cooperează într-un mod asemănător cu procesoarele dintr-un sistem multiprocesor;
- sunt în general mai eficiente economic decât sistemele multiprocesor (deşi mai scumpe – o reţea de n calculatoare este aproape întotdeauna mai scumpă decât un sistem cu n procesoare, eficienţa vine din faptul că practic în orice instituţie există deja o bază instalată de calculatoare, cu care se poate realiza un sistem distribuit).

No Comments - Leave a comment

Leave a comment



Utilizator: , data curenta: 20 October 2018