- •1.Основные термины и понятия.
- •Системы обработки данных
- •2.Основные факторы,
- •3.Определяющие принципы организации эвм
- •2 Фактор
- •3 Фактор
- •Типы компьютеров
- •Одноразовые компьютеры
- •Игровые компьютеры
- •Микроконтроллеры
- •Персональные компьютеры
- •Серверы
- •Комплексы рабочих станций
- •Мэйнфреймы
- •Структурная организация компьютера.
- •Система команд
- •2 Организация системных шин в компьютере
- •2.1 Передача данных в компьютере
- •Шины бывают следующих типов:
- •Параллельные шины
- •Последовательные шины
- •2.2 Общая шина
- •2.3 Системные шины fsb, qpi и HyperTransport
- •2.4 Шина pci
- •2.5 Шина pci Express
- •2.6 Последовательные шины Serial ata и usb
- •3 Организации памяти в эвм
- •3.1 Иерархическая организация памяти и принцип локальности ссылок
- •3.2 Взаимодействие процессора и различных уровней памяти
- •3.3 Адресная память
- •Латентность памяти и тайминги [20]
- •3.4 Ассоциативная память
- •3.5 Организация кэш-памяти
- •3.5.2 Типы кэш-памяти
- •Кэш с прямым отображением
- •Полностью ассоциативный кэш
- •Множественно-ассоциативный кэш
- •3.5.4 Дисковая кэш-память
- •3.7 Целостность данных
- •Методы обеспечения целостности данных:
- •3.8. Когерентность данных в мультипроцессорных системах
- •3.9. Эксклюзивная и инклюзивная организация кэш-памяти
- •3.4 Ассоциативная память
- •Р и с. 3.4. Ассоциативная память
- •3.5 Организация кэш-памяти
- •3.5.2 Типы кэш-памяти
- •К эш с прямым отображением
- •3.5.3 Множественно-ассоциативная четырехканальная кэш-память процессора i486
- •3.5.4 Дисковая кэш-память
- •Магнитные диски
- •Дискеты
- •Паралельные вычислительные сиситемы
- •Матричная система
- •Векторно - конвейерный принцип обработки данных
- •Прогнозирование ветвлений
- •Многопроцессорные архитектуры
- •Многомашинные вс
- •Системы с массовым параллелизмом
- •Кластерные системы
- •Многоядерная архитектура (Multicore)
- •Проблемы Multicore
Персональные компьютеры
Именно они ассоциируются со словом "компьютер". ПК бывают двух видов: настольные и портативные (ноутбуки).
Как правило, те и другие комплектуются:
модулями памяти общей емкостью в несколько (1-4) гигабайтов,
жестким диском с объемом памяти на несколько сотен гигабайтов,
приводом CD-ROM/DVD,
модемом,
звуковой картой,
сетевым интерфейсом,
монитором с высоким разрешением
и рядом других периферийных устройств.
На них устанавливаются сложные операционные системы, позволяющие использовать широкий спектр прикладных программ.
Центральным компонентом любого ПК является печатная плата, на которой устанавливаются модули процессора, памяти и устройств ввода-вывода (как-то: звуковая плата и модем), интерфейсы клавиатуры, мыши, дискового привода, сетевой платы и прочих периферийных устройств, а также разъемы для дополнительных модулей расширения. Одна из таких плат изображена на рис, 1.7.
Н
оутбуки,
кроме своей компактности, ничем не
отличаются от настольных
ПК. В них устанавливаются аналогичные,
хотя и меньшие по размеру, аппаратные
компоненты.
По возможностям выполнения и набору программ настольные и портативные компьютеры не различаются.
К ПК очень близки карманные компьютеры (PDA). Они еще меньше, чем ноутбуки, однако процессор, память, клавиатура, дисплей и большинство других стандартных компонентов персонального компьютера в них присутствуют.
Большинство читателей, вероятно, знакомы с характеристиками персональных компьютеров, поэтому не будем углубляться в анализ этой категории.
Серверы
Мощные персональные компьютеры часто используются в качестве сетевых серверов — как в локальных сетях (обычно в пределах одной организации), так и в Интернете.
Серверы, как правило, создаются в однопроцессорной и мультипроцессорной конфигурациях, объем оперативной памяти в 10 гигабайтов, жесткие диски емкостью в 10 терабайтов и имеют высокоскоростные сетевые интерфейсы.
С точки зрения архитектуры однопроцессорный сервер не слишком отличается от персонального компьютера. Он просто работает быстрее, содержит больше дискового пространства и устанавливает более скоростные сетевые соединения и естественно имеет большие размеры
Комплексы рабочих станций
Термином «рабочая станция» обычно обозначают компьютер в составе локальной вычислительной сети (ЛВС) по отношению к серверу. Компьютеры в локальной сети подразделяются на рабочие станции и серверы. На рабочих станциях пользователи решают прикладные задачи (работают в базах данных, создают документы, делают расчёты). Сервер обслуживает сеть и предоставляет собственные ресурсы всем узлам сети, в том числе и рабочим станциям.
В связи с тем, что по соотношению "цена/производительность" позиции ПК постоянно улучшаются, в последние годы появилась практика их объединения в рамках кластеров рабочих станций (Clusters Of Workstations» COW), которые иногда называют просто "кластерами".
Они состоят из нескольких персональных компьютеров, подключенных друг к другу по высокоскоростной сети и снабженных специальным программным обеспечением, которое позволяет направлять их ресурсы на решение общих задач (как правило, научных и инженерных). В большинстве случаев компоненты кластера — это совершенно обычные ПК.
Высокоскоростные сетевые соединения, как правило, тоже организуются при помощи стандартных сетевых плат.
Кластеры отличаются способностью к масштабированию (расширению) —кластер можно расширить с десятка до нескольких тысяч машин.
Количество компонентов кластера обычно ограничивается лишь стоимостью.
Нередко и виде кластеров организуются веб-серверы. Если частота обращений к страницам веб-сайта очень высока, можно организовать кластер из нескольких сотен (или даже тысяч) серверов и распределить между ними нагрузку по обработке запросов. Кластеры, реализующие такую схему, часто называют серверными фермами (server farms).
