Пятое поколение (1984-1990)

Главным поводом для выделения вычислительных систем второй половины 80-х годов в самостоятельное поколение стало стремительное развитие ВС с сотнями процессоров, ставшее побудительным мотивом для прогресса в области параллельных вычислений. Ранее параллелизм вычислений выражался лишь в виде конвейе­ризации, векторной обработки и распределения работы между небольшим числом процессоров. Вычислительные системы пятого поколения обеспечивают такое распределение задач по множеству процессоров, при котором каждый из процессоров может выполнять задачу отдельного пользователя.

В рамках пятого поколения в архитектуре вычислительных систем сформиро­вались два принципиально различных подхода: архитектура с совместно исполь­зуемой памятью и архитектура с распределенной памятью.Знаковой приметой рассматриваемого периода стало стремительное развити технологий глобальных и локальных компьютерных сетей.

Настоящий период (1990 -)

На ранних стадиях эволюции вычислительных средств смена поколений ассоциировалась с революционными технологическими прорывами. Каждое из первых четырех поколений имело четко выраженные отличительные признаки и вполне определенные хронологические рамки. Последующее деление на поколения уже не столь очевидно и может быть понятно лишь при ретроспективном взгляде на развитие вычислительной техники. Пятое поколение в эволюции ВТ - это отражение нового качества, возникшего в результате последовательного накопления частных достижений, главным образом в архитектуре вычислительных систем и, в несколько меньшей мере, в сфере технологий.

Поводом для начала отсчета нового поколения стали значительные успехи в области параллельных вычислений, связанные с широким распространением вы­числительных систем с массовым параллелизмом. По вычислительной мощно­сти такие системы уже успешно конкурируют с суперЭВМ. Появление вычислительных систем с массовым параллелизмом дало основание говорить о производительности в

 

Суперэвм 20156 китай 93 петафлопс операций/с.

130 гигаФЛОПС

Производительность суперкомпьютеров
Название	год	флопсы
флопс		100
килофлопс		103
мегафлопс		106
гигафлопс		109
терафлопс		1012
петафлопс		1015
эксафлопс	2019 или позже[1]	1018
зеттафлопс	не ранее 2030[1]	1021
йоттафлопс[1]	-	1024
ксерафлопс[1][2]	-	1027

 

Вторая характерная черта современного периода — резко возросший уровень ра­бочих станций. В процессорах новых рабочих станций успешно совмещаются конвейеризация и параллельная обработка. Некоторые рабочие стан­ции по производительности сопоставимы с суперЭВМ четвертого поколения. Впечатляющие характеристики рабочих станций породили интерес к гетерогенным (неоднородным) вычислениям, когда программа, запущенная на одной рабочей стан­ции, может найти в локальной сети не занятые в данный момент другие станции, после чего вычисления распараллеливаются и на эти простаивающие станции.

Наконец, третьей приметой нового поколения в эволюции ВТ стал взрывной рост глобальных сетей.

 

 

Классификация средств ЭВТ

 

В настоящее время в мире работают и продолжают выпускаться миллионы ЭВМ, относящихся к разным поколениям, типам, классам, отличающиеся своими областями применения, техническими характеристиками и вычислительными возможностями. Под словом ЭВМ понимают цифровые ВМ, которые работают с числовой информацией, и, благодаря универсальным возможностям, являются массовой вычислительной техникой.

Считается, что существует три глобальных сферы деятельности человека, которые требуют использования качественно различных типов ЭВМ.

Первое направление – традиционное – применения ЭВМ для автоматизации вычислений. Они используются, в основном, в научных исследованиях и сложных технических проектах. Отличительной особенностью этого направления является наличие серьезной математической базы, связанной с развитием фундаментальных наук и их приложений

Вторая сфера применения ЭВМ связана с использованием их в системах управления. ЭВМ стали интенсивно внедряться в контуры управления автоматических и автоматизированных систем примерно с середины 60-х годов. Новое направление потребовало видоизменения структуры ЭВМ, поскольку возникла необходимость в автоматизированном сборе данных и распределении результатов обработки. Возросло количество и номенклатура периферийного оборудования. В составе ЭВМ появились блоки прерываний, приоритетов, процессоры ввода – вывода (дисплей).

Третье направление связано с применением ЭВМ для решения задач искусственного интеллекта предполагают получение не точного результата, а статистических оценок различных явлений. Примерами являются задачи планирования при неполной информации, составления прогнозов, моделирования сложных процессов и систем, перевода с одного языка на другой, распознавания образов и т.д. Для технического обеспечения этого направления требуются качественно новые структуры ЭВМ с высокой производительностью на основе широкого параллелизма вычислений.

В основу классификаций ЭВМ могут быть положены разные признаки. В частности, при разделении по быстродействию парк современных ЭВМ может быть классифицирован следующим образом:

- супер-ЭВМ для решения крупномасштабных вычислительных задач, обслуживания крупных информационных банков данных;

- большие ЭВМ для комплектования ведомственных, территориальных и региональных вычислительных центров;

- средние ЭВМ широкого назначения для управления сложными техническими системами и технологическими процессами;

- персональные и профессиональные ЭВМ (ПЭВМ), позволяющие удовлетворять индивидуальные потребности пользователей, в том числе, для построения

- встраиваемые микро ЭВМ, осуществляющие автоматизацию управления отдельными устройствами и агрегатами.

Таблица 1.1

Примерная структура парка ЭВМ развитых стран

 

Класс ЭВМ	Необходимое количество
Супер-ЭВМ	100 - 200
Большие ЭВМ	тысячи
Средние ЭВМ	десятки- сотни тысяч
ПЭВМ	миллионы
Встраиваемые микро-ЭВМ	миллиарды

 

В настоящее время самым массовым типам ЭВМ являются ПЭВМ. Их доля в

мировом парке ЭВТ составляет около 80%. Распространение ПЭВМ закономерно и объясняется изменением характера вычислительных работ, в которых все большую роль играет обработка нечисловой информации. Малая ЭВМ, ориентированная на разработку и использование прикладных программ «непрограммирующим профессионалом», получила название персонального компьютера, а соответствующий режим использования ЭВТ – режима персональных вычислений.

Основная цель использования ПЭВМ – формализация профессиональных знаний. Они позволяют автоматизировать рутинную часть работы специалистов, сделать их труд творческим и эффективным. ПЭВМ призваны решать в первую очередь те задачи, которые возникают у специалистов непосредственно на рабочих местах, там, где находятся источники данных, подлежащих обработке.

Таким образом, причинами стремительного роста индустрии персональных ЭВМ следует считать:

- высокую эффективность применения по сравнению с другими классами ЭВМ при малой стоимости;

- возможность индивидуального взаимодействия с ЭВМ без посредников и ограничений;

- высокую надёжность и простоту эксплуатации;

- возможность расширения функций и адаптации к особенностям применения;

- наличие ПО, охватывающего практически все сферы профессиональной деятельности;

- простоту использования, основанную на «дружественном» взаимодействии с ПЭВМ.