Типи обчислювальних машин і систем

Комп'ютери (ЕОМ) і обчислювальні системи (ОС) прийнято класифікувати по ряду ознак.

Залежно від продуктивності й вартості обчислювального встаткування виділяють кілька типів ЕОМ і ОС, причому різні покоління обчислювальної техніки мали свою шкалу типів. Так, до середини 80-х років минулого століття ЕОМ ділили на мікро-ЕОМ, міні-ЕОМ, великі ЕОМ (ЕОМ високої продуктивності) і суперЕОМ. У наш час ЕОМ і ОС підрозділяють на персональні комп'ютери, робочі станції, сервери, мейнфрейми, кластери й суперкомп'ютери.

Найбільше поширення в САПР одержали персональні комп'ютери (ПК), робочі станції й сервери.

Персональні комп'ютери з'явилися на початку 80-х років минулого століття в результаті трансформації міні-ЕОМ у порівняно дешеві настільні системи для індивідуального використання, завдяки розвитку елементної бази обчислювальної техніки, що привело до створення великих (ВІС) і надвеликих (НВІС) інтегральних схем.

Робочі станції являють собою обчислювальні системи, орієнтовані на рішення деяких задач, насамперед в автоматизованих системах проектування (САПР). Комп'ютери в САПР орієнтовані на рішення складних проектних задач, що обумовлює підвищені швидкодію й об'єм пам'яті, а також розширені можливості обробки й візуалізації графічної інформації робочих станцій у порівнянні з персональними комп'ютерами. Тому звичайно робочі станції мають більш складну структуру й більш дорогі пристрої, чим ПК.

В обчислювальних мережах виконання функцій, пов'язаних з обслуговуванням всіх вузлів мережі, покладається на сервери. По функціональному призначенню розрізняють сервери файлові, баз даних, комутаційні, прикладні, поштові й т.п. Сервери, як правило, повинні мати більшу швидкодію, надійність й у багатьох випадках збільшену ємність пам'яті в порівнянні з комп'ютерами в клієнтських вузлах.

Мейнфреймами називають великі ЕОМ. Висока продуктивність і велика ємність пам'яті забезпечують рішення складних проблем, дозволяють використовувати такі комп'ютери як центральний вузол ОС, що управляє роботою багатьох простих терміналів. Однак по відношенню продуктивність/ціна мейнфрейми звичайно помітно уступають попереднім типам ОС, їхнє використання в цей час досить обмежене.

Кластер — це розподілена система комп'ютерів, що функціонує як єдина система із загальними ресурсами. Основна мета, що обумовила появу кластерів, – збереження працездатності ОС шляхом перерозподілу навантаження при виході з ладу частини ресурсів. Крім того, кластеризація – один із шляхів підвищення продуктивності за рахунок спільного використання багатьох комп'ютерів. Кластери дозволяють нарощувати обчислювальну потужність, оскільки легко масштабуються.

Комп'ютери, що характеризуються найбільшими значеннями продуктивності й ціни серед інших типів ЕОМ і ОС, відносять до категорії суперкомп'ютерів. Так, суперкомп'ютер ASCI White SP Power3, створений в IBM і встановлений у Ліверморській національної лабораторії США, що був ще в 2001 р. світовим лідером по продуктивності, включає 8192 процесорів. Його продуктивність (по тесту Linpack) оцінюється в 7226 Gflops, пікова продуктивність – в 12288 Gflops. Устаткування цього суперкомп'ютера займає площу, рівну площі двох баскетбольних площадок. Очевидно, що це унікальні обчислювальні системи, що найчастіше використовуються в наукових і освітніх установах для рішення складних задач при наукових дослідженнях.