Эволюция и классификация вычислительных систем.

Система - это совокупность элементов, которые находятся между собой в определенных отношениях и связях и которые образуют определенную целостность, единство какого-либо явления или предмета исследования.

Вычислительная система - это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих компьютеров (процессоров), периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенных для подготовки и решения задач пользователя.

Компьютерные вычислительные сети явились закономерным результатом развития идей, техники и технологий в области создания и применения вычислительных машин и систем. Первые электронно-вычислительные машины (ЭВМ), в 1950-х годах, были довольно большими и очень дорогими устройствами, требующими от пользователей высокого уровня специальной профессиональной подготовки. Это обусловило режим использования средств вычислительной техники, называемый пакетной обработкой.

Системы пакетной обработки строились на основе мощного и надежного компьютера универсального назначения, размещенного, как правило, в вычислительном центре. Системы пакетной обработки были полностью централизованными — ввод данных и программ, решение задач и обработка информации, вывод полученных результатов осуществлялись в едином вычислительном центре.

В начале 1960-х годов были разработаны и внедрены новые принципы организации вычислительного процесса, позволившие в большей степени учесть интересы пользователей. Появились многотерминальные системы. Существовало несколько видеотерминалов с клавиатурой, их размещение было достаточно произвольным и все они подключались к одной ЭВМ.

Со временем возникла проблема соединения между собой терминалов, находящихся на значительных расстояниях друг от друга. Так появились вычислительные сети глобального характера.

В начале 1970-х началось создание мини-компьютеров, работающих автономно. Возникла потребность в совместном использовании всех информационных ресурсов. Разрабатывалось программное обеспечение, необходимое для их взаимодействия. В результате появились первые локальные вычислительные сети.

Появление персональных компьютеров в 1980-х положило начало распространению таких технологий, как Ethernet, Arcnet, Token Ring.

В настоящее время вычислительные сети продолжают развиваться. Разрыв между локальными и глобальными сетями постоянно сокращается во многом из-за появления высокоскоростных территориальных каналов связи., не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же удобные, как и службы локальных сетей. Подобные примеры в большом количестве демонстрирует самая популярная глобальная сеть — Интернет.

Вычислительные системы классифицируются:

- по назначению:

· Универсальные предназначаются для решения широкого класса задач (от математических расчетов до обработки мультимедиа), т.е. такие ВС должны обслуживать программные приложения, разработанные для самых разных и далеко отстоящих друг от друга направлений научных исследований.

· Специализированные ориентированы на решение узкого класса задач.

- по типу:

· Многопроцессорные. В качестве общего ресурса они имеют общую оперативную память. Параллельная работа процессоров и использование общей оперативной памяти обеспечиваются под управлением общей операционной системы. Это позволяет в случае отказа одного из процессора, перераспределить нагрузку между оставшимися процессорами.

· Многомашинные.

Возможны два варианта:

1) обе машины решают одну и ту же задачу и периодически сверяют результаты решения;

2) обе машины работают параллельно, но обрабатывают собственные потоки заданий

- по характеру устройств:

· Однородные системы содержат несколько однотипных ЭВМ (или процессоров). Основной недостаток однородных ВС - неполная загруженность отдельных ЭВМ (процессоров) во время её работы. В связи с этим недостатком применяются неоднородные ВС;

· Неоднородные. Неоднородные системы содержат разнотипные ЭВМ (или процессоры).

- по управлению:

· Централизованные. Функции управления сосредоточены в главной ЭВМ (процессор). Ее задачей являются распределение нагрузки между элементами, выделение ресурсов, контроль состояния ресурсов, координация взаимодействия.

· Децентрализованные. Функции управления распределены между ее элементами, т.е. каждый процессор или ЭВМ действуют автономно, решая свои задачи.

· Смешанные. Совмещаются процедуры централизованного и децентрализованного управления. Т.е. ВС разбивается на группы взаимодействующих ЭВМ (или процессоров), где в каждой группе осуществляется централизованное управление, а между группами - децентрализованное.