1.5.2. Аппаратные средства информатизации

Современная индустрия информатизации производит множество разнообразных типов аппаратных средств. Развитие индустрии ин­форматизации началось в середине XX в., когда были изобретены компьютеры, транзисторы, электронные интегральные схемы и мик­ропроцессоры. Первые компьютеры использовались главным обра­зом в военных целях. Например, без компьютера UNIVAC США едва ли смогли бы разработать и изготовить первые атомные бомбы. В начале 1960-х гг. началось расширение использования компьютеров для невоенных применений - в промышленности, в бизнесе, в науке и других сферах деятельности. Но подлинный компьютерный бум начался в конце 1970-х гг. после изобретения микропроцессоров и появления персональных компьютеров. Компьютерная (а несколько позднее и средств информатизации) индустрия превратилась в один из ведущих секторов экономики, с головокружительной динамикой развития и огромными оборотами. В индустрии информатизации на­блюдаются интересные и важные закономерности:

• производительность вычислительных средств удваивается ка­ждые 18 месяцев;

• пропускная способность линий связи удваивается каждые 18 месяцев;

• число пользователей информационных сетей удваивается в те­чение 12 месяцев.

За первые 35 лет развития информатики производительность оборудования для обработки информации увеличилась в 1 млн раз, а стоимость обработки снизилась в 100 млн раз по отношению к руч­ному счету. Специалисты не видят ограничений в этих тенденциях и прогнозируют дальнейшее снижение стоимости вычислений и сни­жение стоимости передачи сигналов по линиям связи при увеличении скорости передачи.

Микросхемы и микропроцессоры. С момента изобретения транзистора в 1943 г. совершенствование этих электронных приборов шло не только по пути улучшения его рабочих и стоимостных харак­теристик, но и по пути объединения (интеграции) нескольких транзи­сторов в одном устройстве. Благодаря такой интеграции стало воз­можным получать не просто несколько электронных компонентов в одном корпусе, а самостоятельные устройства, выполняющие опре­деленные функции. Фактически удалось "упаковать" внутри одного миниатюрного корпуса целый радиоэлектронный блок (схему). По­этому такие устройства и получили у нас в стране название микро­схем, а за рубежом - название чипов - по названию полупроводнико­вого кристалла внутри микросхемы, на котором и изготовлен со­стоящий из транзисторов и других деталей электронный блок.

К 1971 г. число транзисторов, изготавливаемых на одной инте­гральной схеме (кремниевом чипе), достигло такого уровня, что ока­залось возможным процессор компьютера - основное устройство обработки данных - разместить на одном чипе. Такой кремниевый чип, названный микропроцессором, был изобретен на фирме Intel в США. Основатель этой фирмы Г. Мур, выявив закономерности уве­личения производительности микропроцессоров, так сформулировал потенциальные возможности микроэлектронной технологии: "Если бы автомобилестроение развивалось со скоростью эволюции индуст­рии чипов, то автомобиль должен был бы проехать полмиллиона миль на одном галлоне бензина и его дешевле было бы выбросить, чем платить за парковку".

В табл. 1.1, составленной на основе предоставляемой фирмой In­tel информации, показана эволюция параметров микропроцессоров.

Фирма Intel является крупнейшим производителем микропроцес­соров в мире. По данным исследовательской фирмы Dataquest, к на­чалу 1996 г. в мире насчитывалось около 187 млн персональных ком­пьютеров, в которых использовались микропроцессоры фирмы Intel. Таблица 1.]
Год	Тип микропроцессора	Число транзисторов (К = 1024)	Производи­тельность, млн оп./с
1972	4004	4К	0,25
1975	8080	10К	1,0
1978	8088	30 К	3,0
1982	80 286	иок	10,0
1985	80 386	300 К	15,0
1989	80 486	1000 К	25,0
1993	Pentium	3000 К	100,0
1995	Pentium Pro	5 500 К	200,0
1998	Merced	-	-
2000	Micro 2000	64 000 К	3000,0
2001	Duron 900 МГц	-	-
2002	Pentium® 4 с технологией НТ	-	-

Это число составляет около 80 % всех произведенных в мире пер­сональных компьютеров. Intel также является законодателем правил построения микропроцессоров или их архитектуры. Архитектура процессоров, выпускаемых фирмой Intel, поддерживается большинст­вом производителей персональных компьютеров и программного обеспечения. Когда говорят об IBM-совместимости персональных компьютеров, в действительности имеется в виду то, что в компьютере установлен процессор архитектуры фирмы Intel, изготовленный либо самой фирмой Intel, либо другими компаниями, поддерживающими эту архитектуру. Помимо фирмы Intel производством Intel-совместимых микропроцессоров занимаются некоторые другие ком­пании, наиболее крупной из которых является AMD (Advanced Micro Devices). Intel-совместимость на практике означает, что все про­граммное обеспечение, разрабатываемое для компьютеров, постро­енных на этих микропроцессорах, будет работать нормально.

Архитектура Intel не является единственной. Второй микропро­цессорной архитектурой, на которой строятся персональные компью­теры, является архитектура, предложенная фирмой Apple, которая в свое время была первой фирмой, начавшей выпуск персональных компьютеров. Сейчас около 10 % персональных компьютеров в мире -это компьютеры Macintosh (или сокращенно Мае), выпускаемые фирмой Apple. Персональные компьютеры фирмы Apple использу­ются в основном для обработки изображений, в полиграфии и изда-

тельской деятельности. Большинство информационных систем по­строены на Intel-совместимых компьютерах.

Для некоторых специализированных систем разрабатываются и производятся относительно небольшими партиями самые быстрые микропроцессоры серии Alpha (разработанные фирмой Digital). Раз­витые микропроцессоры типа Ultra SPARC производит фирма SUN Micro Systems. Компания MIPS Technologies производит MIPS-микропроцессоры типа RISC для сложных геометрических операций, применяемых в специализированных графических компьютерах, фирма Silicon Graphics выпускает сверхвысокопроизводительные микропроцессоры Cray-on-a-chip. Фирма Hewlett-Packard производит собственные микропроцессоры РА-RISC, которые устанавливаются в выпускаемом этой фирмой оборудовании. Но широта применения всех перечисленных микропроцессоров существенно уступает рас­пространению систем на базе архитектуры Intel.

Компьютеры. Ядром любой информационной системы или сис­темы обработки и передачи данных являются компьютеры. Иерархия современных компьютеров приведена ниже.

1. Мультипроцессорные системы / Параллельная обработка.

2. Суперкомпьютеры.

3. Большие компьютеры (mainframes).

4. Мини-компьютеры.

5. Серверы:

• многопроцессорные;

• однопроцессорные.

6. Персональные компьютеры:

• IBM-совместимые;

• компьютеры фирмы Apple Computer.

7. Рабочие станции / Автоматизированные рабочие места:

• графические станции;

• бездисковые станции.

8. Портативные компьютеры (класса Notebook) и миниатюрные компьютеры.

9. Отказоустойчивые компьютеры (промышленные компьютеры, ^ртовые ЭВМ) и специализированные вычислительные устройства.

Наиболее распространенными в информационных системах

предприятий являются персональные компьютеры и серверы. Пер-

°нальные компьютеры - компьютеры массового применения,

^Настольные, миниатюрные и носимые устройства. Помимо производительности (или быстродействия микропроцессора) компьютеры характеризуются объемом оперативной и постоянной (дисковой) па­мяти. Общее правило гласит, что производительность компьютера тем больше, чем выше быстродействие процессора и больше объем оперативной памяти. Для общего обозначения типа микропроцессо­ра, объемов оперативной и дисковой памяти и наличия других уст­ройств используется термин конфигурация. Описание конфигурации компьютера - это фактически его паспорт. Конфигурация компьюте­ра в значительной степени влияет на то, какое программное обеспе­чение можно на нем устанавливать. Более мощное программное обеспечение требует больших аппаратных ресурсов.

Существует огромное количество поставщиков компьютеров, как всемирно известных брэндов, так и малоизвестных или вовсе безы­мянных. Есть и отечественные фирмы, продающие компьютеры под своими торговыми марками. Модульный подход к сборке компьюте­ров позволяет производителям предлагать десятки тысяч различных конфигураций (например, номенклатура моделей персональных ком­пьютеров американской фирмы Dell Computers составляет более 20 тыс. наименований), построенных на основе стандартных функцио­нальных блоков - карт. Так что любое предприятие имеет широкий выбор оборудования, которое можно использовать для построения своей информационной системы.