Реферат: Основные платформы ЭВМ

Системы AS/400 строятся на трех модификациях 64-разрядного RISC-процессора PowerPC AS - вариации архитектуры PowerPC, учитывающей особенности AS/400, в частности одноуровневую память и необходимость обслуживания коммерческих расчетов (например, команды десятичной арифметики): A10 и A35 для малых и средних систем и A30 c 256-разрядной внутренней шиной данных для систем высшего уровня. Модельный ряд AS/400 простирается от систем стоимостью менее 10 тыс. долл., рассчитанных на 10 -20 пользователей, до больших систем, на которых могут одновременно работать (и тому есть примеры в России) до 2 тыс. пользователей. Эти модели различаются по производительности почти в170 раз. Такая масштабируемость достигается благодаря возможности наращивания практически всех ресурсов системы, в том числе количества системных шин (таких оптоволоконных шин с полосой пропускания более 1 Гбит/с в системе может быть до 19).

Еще одно преимущество AS/400 - чрезвычайно высокий уровень защищенности данных и других системных ресурсов благодаря аппаратной реализации защитных функций. До сих пор не было зафиксировано ни одного случая несанкционированного проникновения в системы AS/400.

Неоценимое для серьезных пользователей из сферы крупного и среднего бизнеса свойство AS/400 - ее высокая надежность. По оценкам независимых консалтинговых компаний, надежность одиночной системы AS/400 составляет 99,8%, что выше надежности не только одиночной UNIX-системы (98,5%), но и кластера таких систем (99,5%). Несмотря на это, недавно появились кластеры AS/400, позволившие поднять надежность до фантастической цифры 99,98% (средняя длительность незапланированного простоя за год - 1,7 ч).

На основании сказанного выше может сложиться впечатление, что AS/400 - некая "вещь в себе", чрезвычайно "закрытая" система. Однако это не так: OS/400 скорее тяготеет к операционным системам "открытого" типа. Она содержит около 90% интерфейсов, определенных спецификацией UNIX-систем SUS (Single UNIX Specification), обеспечивает работу со всеми сетевыми протоколами, определенными для открытых систем (TCP/IP, SNA, IPX и др.), поддерживает стандарты работы с базами данных SQL и ODBC и т.д. Клиентом AS/400 может быть ПК с любой операционной системой. В последних версиях OS/400 предусмотрены все необходимые средства работы с Internet и интрасетями, обеспечивающие доступ через эти сети к традиционным приложениям и базам данных AS/400, причем в качестве клиента может выступать любой ПК с Web-браузером. Нередки случаи использования AS/400 в качестве Web-серверов и серверов для Internet-коммерции. В настоящее время лаборатория AS/400 в Рочестере, шт. Миннесота, ведет работы по аппаратной реализации языка Java.

Системы AS/400 очень хорошо подходят для организации больших распределенных сетей - весьма распространенной ситуации для крупных корпораций и банков (например, сетей, объединяющих центральные управления и множество филиалов крупных банков). Благодаря высокой степени интеграции и однородности программных и аппаратных средств, а также наличию развитых подсистем организации работы многоуровневых сетей с централизованным управлением как встроенных в OS/400, так и автономных AS/400 позволяет заметно сократить эксплуатационные затраты и количество обслуживающего персонала. Существуют работающие сети, состоящие из более чем тысячи серверов AS/400, причем в некоторых из этих систем все серверы и сама сеть управляются из одной точки.

RS/6000

Если системы AS/400 ориентированы в первую очередь на сектор деловых и финансовых расчетов, то RS/6000 - на научные, технические и инженерные расчеты, хотя они и делят с AS/400 часть коммерческого рынка. Системы RS/6000, как и другие подобные семейства, представлены в широком спектре от серверов (или рабочих станций: часто сервером и рабочей станцией может быть одна и та же машина с немного различающимися вариантами комплектации) начального уровня стоимостью менее 10 тыс. долл. до серверов масштаба предприятия и сверхмощных наращиваемых вычислительных систем RS/6000 SP, которые могут объединять до 4096 самостоятельных узлов RS/6000. Существует даже рабочая станция RS/6000, выполненная в виде ноутбука. В системах RS/6000 используются процессоры, принадлежащие к обеим ветвям архитектуры POWER - PowerPC (32-разрядные модели 603e, 604e и 64-разрядная RS64) с симметричной многопроцессорной обработкой (SMP) и 64-разрядный POWER2 SuperChip (P2SC) без SMP. В системах на процессорах PowerPC применяется системная шина PCI, а в системах на P2SC - Micro Channel.

Несмотря на то что эталонная модель архитектуры POWER обязательно реализуется во всех моделях процессоров, внутренние архитектуры и системы команд различных ветвей семейства POWER могут довольно заметно различаться. В результате неизбежно возникает проблема совместимости программного обеспечения. В случае RS/6000 она решается на уровне двоичной совместимости. Существует так называемый общий режим компиляции (Common Mode), обеспечивающий безусловную переносимость полученного исполнимого кода на любую платформу RS/6000. Понятно, что такой код не всегда будет наилучшим образом использовать преимущества конкретной платформы. Если это необходимо, могут использоваться режимы компиляции Power, PowerPC и Power2, создающие исполнимый код с учетом особенностей каждой архитектуры, но и "привязывающие" его к соответствующему процессору. Совместимость различных моделей семейства RS/6000 обеспечивается также единством их операционной среды: на всех машинах RS/6000, от ноутбуков до сверхмощных SP, используется операционная система AIX (ее последняя версия 4.3 появилась сравнительно недавно). Версия AIX 4.3 позволяет старым 32-разрядным и новым 64-разрядным приложениям работать "бок о бок", не мешая друг другу. Она позволяет даже разрабатывать 64-разрядные приложения на 32-разрядных системах RS/6000.

В ОС AIX 4.3 предусмотрены удобные графические средства администрирования систем и сетей с применением HTML, все необходимое для использования Internet-технологий, включая электронную коммерцию, средства разработки Java-приложений и Java-компилятор типа JIT. В ней реализована версия 6 Internet-протокола (IPV6), обеспечивающая более высокую надежность и защищенность передачи данных.

Системы RS/6000 находят широкое применение в самых разных отраслях промышленности, в сферах науки, финансов, в государственных учреждениях. Приведем некоторые примеры. На заводе ГАЗ рабочие станции RS/6000 применялись при проектировании хорошо зарекомендовавшего себя полуторатонного грузовика "Газель"; на ВАЗе они позволили сократить время внедрения 10-й модели "Жигулей" до 2 лет (для такого неповоротливого и консервативного образования, как ВАЗ, этот срок следует признать рекордным). Следуя за ведущими мировыми производителями автотехники, отдающими предпочтение САПР CATIA, работающей на RS/6000, этими системами оснащаются и такие крупнейшие наши автозаводы, как ЗИЛ и УралАЗ. Системы RS/6000 применяются в машиностроении не только в качестве рабочих станций проектировщиков, но и в управлении производством (такие системы, как R/3 и Baan), они находят применение в геологии, геофизике, нефтегазовой и химической промышленности, металлургии, энергетике. Из государственных учреждений, использующих RS/6000 как базу для работы геоинформационных систем и специализированных информационных систем на базе СУБД Oracle, Informix, SyBase и др., можно упомянуть Налоговую инспекцию РФ, ряд областных администраций и министерств.

Приведем характеристики некоторых последних моделей семейства RS/6000, относящихся к различным "весовым категориям".

Сервер начального уровня RS/6000 43P Model 140

Эта настольная система стоимостью менее 10 тыс. долл. может служить как графической рабочей станцией, так и сервером для рабочей группы. Она построена на 200-МГц процессоре PowerPC 604e (возможна также установка 233- и 332-МГц вариантов этого процессора), содержит 1-Мбайт вторичный кэш, 64-Мбайт оперативную память с ECC, расширяемую до 768 Мбайт, 2,1-Гбайт SCSI-диск (максимальный объем внутренней дисковой памяти - 18,1 Гбайт, внешней - 873 Гбайт). При использовании в качестве рабочей станции система может комплектоваться одним из трех мощных ускорителей трехмерной графики POWER GXT550P, GXT800P или GXT1000. Предусмотрен также специальный порт для подключения графического планшета.

Рабочая станция/сервер среднего класса RS/6000 Model 397

Будучи высокопроизводительной системой двойного назначения (рабочая станция или/и сервер), Model 397 стоимостью около 35 тыс. долл. занимает промежуточное положение между системами начального уровня и серверами масштаба предприятия. Система настольного исполнения построена на одном процессоре POWER2 SC с тактовой частотой 160 МГц и оснащена 128 Мбайт ECC-памятью (с возможностью расширения до 1 Гбайт), 4,5-Гбайт диском (максимальный объем внутренней дисковой памяти 27,3 Гбайт, внешней - 3,4 Тбайт). Несмотря на сравнительно низкую по современным понятиям тактовую частоту, процессор POWER2 SC, оптимизированный для выполнения вычислений с плавающей точкой, демонстрирует показатель SPECfp95, равный 25,8 - больше чем 600-МГц процессор Alpha 21164 (20,8 единиц)! Таким образом, система 397 прекрасно подходит для применений, где требуются большие объемы нецелочисленных расчетов.

Сервер масштаба предприятия аRS/6000 Model S70

Эта 64-разрядная система с SMP обеспечивает производительность, наращиваемость и надежность, достаточные для самых требовательных к ресурсам современных систем электронной коммерции. Система Model S70 размещается в двух рядом стоящих блоках - комплексе центральной электроники (CEC), содержащем от одного до трех 64-разрядных 125-МГц 4-процессорных модулей с SMP PowerPC RS64 (таким образом, общее число процессоров в системе может быть равно 4, 8 или 12), и стандартной 19-дюйм стойки ввода-вывода. При необходимости в системе может быть установлено еще до трех таких стоек.

В блоке CEC установлен также высокоскоростной многоканальный коммутатор пакетов, контроллер памяти и два 512-разрядных порта памяти, общая полоса пропускания которых доходит до 2,7 Гбайт/с. Стандартно в системе устанавливается 512-Мбайт память типа SDRAM с ECC, которую можно расширить до 16 Гбайт. В распоряжении каждого процессора имеется 4-Мбайт статическая кэш-память с ECC. Каждая стойка ввода-вывода может содержать до двух выдвижных "ящиков" с устройствами ввода-вывода (всего не более 4 ящиков на систему). Базовый ящик содержит 4,5-Гбайт НЖМД Fast Wide SCSI, 20X накопитель CD-ROM, 1,44-Мбайт НГМД, два SCSI-адаптера PCI и сервисный процессор, причем свободными в нем остаются 11 гнезд для 32- и 64-разрядных PCI-адаптеров, два отсека для устройств памяти различного назначения и 11 отсеков для дисков с "горячей" заменой. Максимальный объем внутренней дисковой памяти составляет 218,4 Гбайт, внешней - 1,3 Тбайт при использовании SCSI-устройств и 14 Тбайт при использовании SSA-устройств.

Ключевой компонент обеспечения высокой готовности системы S70 - отдельный сервисный процессор, который может функционировать даже при полном отказе основной системы, собирая информацию о состоянии и потенциально аварийных условиях в ней. При возникновении подобных ситуаций сервисный процессор может без вмешательства оператора соединиться с сервисным центром и передать туда необходимые данные о системе, после чего специалист может дистанционно принять меры по выведению из эксплуатации "подозрительного" устройства или выполнить другие необходимые операции.

Параллельная вычислительная система RS/6000 SP

Наращиваемая параллельная система RS/6000 SP - это самая мощная система на базе RS/6000, предназначенная для самых требовательных к вычислительным ресурсам применений, где необходима переработка колоссальных массивов данных, выполнение огромного объема вычислений в короткие сроки или в реальном масштабе времени и т.п. - в общем, для решения наиболее сложных научных, технических и коммерческих задач. Эти системы используются в финансовом моделировании, вычислительной гидродинамике, численном анализе, системах добычи данных, поддержки принятия решений, он-лайновой обработки транзакций и многих других. Узлы Web более чем 80 крупных компаний и организаций во всем мире строятся на этих системах.

Система SP позволяет "бросить" на выполнение конкретной вычислительной задачи десятки и сотни процессорных узлов одновременно, во много раз сокращая время ее решения. Достаточно сказать, что знаменитая "Deep Blue", выигравшая шахматный матч у чемпиона мира Анатолия Карпова, была не чем иным, как системой RS/6000 SP с 64 узлами.

Базовым элементом структуры SP является процессорный узел, который представляет собой законченную систему RS/6000 на основе процессоров P2SC или PowerPC, работающую под управлением ОС AIX. Предусмотрены три типа узлов - "тонкий" (120- или 160-МГц процессор P2SC, 64-Мбайт ОЗУ, расширяемое до 1 Гбайт, до четырех 4,5-Гбайт НЖМД), "широкий" (135-МГц P2SC, 64-Мбайт/2-Гбайт ОЗУ, дисковая память 4,5/36,4 Гбайт) и "высокий" (2, 4, 6 или 8 200-МГц процессор PowerPC 604e с SMP, 2-Мбайт вторичная кэш-память на процессор, 256-Мбайт/4-Гбайт ОЗУ, дисковая память 4,5/18 Гбайт). Все узлы имеют шину Micro Channel с пропускной способностью 160 Мбайт/с (высокий узел - две такие шины) с разным количеством свободных гнезд: 2 для "тонкого", 7 для "широкого" и 14 для "высокого" узлов. Узлы трех типов могут в различных комбинациях устанавливаться в низкие или высокие стойки. В высокую стойку в зависимости от их типов может быть установлено до 16 узлов. Стойки соединяются между собой, образуя систему из максимально 128 узлов (по специальному заказу может устанавливаться до 512 узлов), причем только 64 из них могут быть "высокими" (SMP) узлами.

Узлы объединяются между собой с помощью многоканального коммутатора, имеющего пропускную способность 110 Мбайт/с между любой парой узлов. Систему можно разбить на функционально законченные совокупности узлов, например, два узла могут работать в качестве сервера Lotus Notes, а десять других - обрабатывать параллельную базу данных. Разумеется, в системе SP предусмотрен максимум средств обеспечения высокой надежности и готовности: избыточные источники питания, RAID-диски, сервисные процессоры и т.п.

Системный администратор управляет всей параллельной системой с одного пульта, называемого управляющей рабочей станцией, которая представляет собой систему RS/6000 с программным обеспечением поддержки параллельных систем PSSP, позволяющим выполнять все задачи по администрированию системы SP.

Самая большая система RS/6000 SP установлена в Лаборатории Лоуренса Ливермора Министерства энергетики США. Она состоит из 4096 узлов. После ожидаемого в 1998 г. перевода ее на новое поколение процессоров POWER3, которые уже объявлены к выпуску фирмой IBM, она будет выполнять 3 триллиона операций с плавающей точкой в секунду и станет, как предполагается, самым быстродействующим компьютером в мире.

Платформа Apple

Современные "Маки" мало похожи на те компьютеры, которые когда-то поразили воображение основателей Apple в исследовательских лабораториях Xerox. Но за все годы своего существования Macintosh не утерял главного - любовь своих пользователей.

Как известно, Macintosh - это не компьютер, это религия. Привязанность пользователей к своим "Макам" не имеет никакого разумного объяснения, но именно это обстоятельство позволило Apple пережить самые тяжелые времена, когда, казалось бы, крах неизбежен. Сегодня Apple обрела относительную финансовую стабильность и в значительной мере обновила свои изделия. Если всего полгода назад многим пользователям Macintosh казался компьютером, отставшим в развитии от Windows-совместимых ПК по меньшей мере на полтора-два года, то современные "Маки" вполне способны составить продукции Wintel достойную конкуренцию.