Лекція 13

Основні методи ціноутворення за ринкових умов господарювання.

Викладач Яковина І.О.

12. Четверте і п’яте покоління (1980 –?)

12.1. Четверте і п’яте покоління пов’язане з появою надвеликих інтегральних схем (сверхбольших – СБИС), в яких ступінь інтеграції сягала декількох міліонів на одному кристалі. З’явився новий клас інтегральних схем – мікропроцесори.

Нова елементна база несподівано привела до появи зовсім нового класу обчислювальних машин – персональних комп’ютерів.

Перший персональний комп’ютер Atlair – 8800 (фірма MITS, розробник Эд Робертс) з’явився на ринку в 1975 р.. Він базувався на 8-бітовому мікропроцесорі Intel 8080, мав пам'ять 256 байт і зовсім не мав ніяких периферійних пристроїв, їх замінювали тумблери та лампочки сигнал Але цей ПК став любимою іграшкою тисяч американських ентузіастів, перш за все студентів, які швидко прибудували до нього клавіатуру і телевізор і в захваті займались програмуванням на мові Basic. Інтерпретатор для цієї мови написали два недовчившихся студента Біл Гейтс і Пол Ален, які згодом заснували фірму Microsoft.

В1975-76 рр всього було продано 10000 комп’ютерів Altair і фірма MITS не зрозумівши перспективи цієї справи відійшла від їх виробництва.

Справжній прорив в масовому випуску персональних комп’ютерів здійснила фірма Apple (яблуко) з появою ПК Apple – ІІ (1977р). Саме з появою цього комп’ютера прийнято пов’язувати початок ери персональних комп’ютерів.

Засновниками компанії Apple були два доволі молодих чоловіка, “два Стіва” – Стів Джобс (20 років) і Стів Возняк (24 роки). Початковий капітал фірми – 1300 доларів, а штаб-квартира – в гаражі будинку Джобса. Стів Джобс був програмістом і талановитим менеджером, а С.Возняк прекрасно розумівся в техніці.

Apple-ІІ був першим ПК з кольоровою графікою, мав графічний і текстовий режими. Він базувався на 8-бітному мікропроцесорі, ОЗП – 4 Кбайта, ПЗП – 16 Кбайт, клавіатура, вбудований Basic. Комп’ютер був придатний для ділового використання і надзвичайно широко використовувався для комп’ютерних розваг, що забезпечило йому великий комерційний успіх. В 1977 р. об’єм продаж фірми Apple становив 700000 доларів, в 1980 – 7 млн, в 1979 – 47 млн, в 1980 – 96 млн, а в 1983 – 1 млрд. Це був нечуваний успіх.

Фірма IBM, як її тоді називали – «блакитний гігант», що була заворожена можливостями своєї IBM-360, попросту кажучи «проспала» феномен народження персональних комп’ютерів. Вона вступила в гру в 1981р. Зібрав команду з 12 кращих інженерів і виділивши необмежені ресурси, керівництво фірми поставило задачу в найкоротші строки розробити свій персональний комп’ютер, який би по всім статтям перевищував існуючі аналоги.

Такий комп’ютер – IBM PC був створений на основі 16-бітного процесора Intel – 8088, працюючого на частоті 4.74Мгц. Комп’ютер мав ОЗП – 64 Кбайта, накопичувач флопі-дисках (5”), ПЗП – 40 Кбайт. Комп’ютер супроводжувала операційна система MS-DOS 1.0 фірми Microsoft, з якої по суті її почався підйом цієї фірми.

В 1983р IBM створила новий комп’ютер – ІВМ РС ХТ, зберігая свою відданість мікропроцесорам фірми Intel (і 8086), який мав ОЗП – 256 Кб і вперше (!) «вінчестер» - 10 Мбайт. Модель мала великий попит – 2 млн екземплярів.

Особливістю техніко-економічної стратегії фірми IBM було те, що як і в випадку з ІВМ-360, РС ХТ мала відкриту архітектуру. У відзнаку з Apple, яка закрила всі свої технічні рішення, фірма ІВМ з самого початку відкрила інтерфейс спільної шини і тим самим запрошувала інші фірми до співпраці в створенні допоміжних пристроїв. На перших кроках це мало великий позитивний ефект щодо підтримки архітектури ІВМ РС, але потім з’явилось безліч різних фірм, випускаючих дешеві клони ІВМ РС і доля «рідних» РС на ринку постійно знижається.

12.2. В подальшому розвитку персональних комп’ютерів важливу роль зайняла проблема людино-машинного інтерфейсу. Коли парк машини сягнув за 10 млн і комп’ютери попали на стіл школярам і домохазяйкам виникла потреба простого і інтуїтивно зрозумілого способу спілкування людини і комп’ютера. Навіть виникло поняття «дружній інтерфейс».

Першим кроком в цьому напрямку був, мабуть, винахід «миші» (Д. Енгельбарт, 1964р.), без якої зараз не можна уявити інтерактивне спілкування людини з машиною. На жаль, знадобилось багато років, поки цей пристрій став належністю кожного комп’ютера.

Другим принциповим кроком став винахід графічного віконного інтерфейсу (Алан Клей). Вперше в серійному комп’ютері віконний інтерфейс з’явився в 1984 р в машині “Macintosh” уже відомої нам фірми Apple Computer. Комп’ютер мав грандіозний успіх (в 1984р було продано 250000) саме завдяки новому інтерфейсу, з яким, як казали, неможли-во було порівнятись «пташиній мові» MS-DOS.

Фірми ІВМ і Microsoft відреагували початком випуску своєї версії віконного інтерфейсу – Windows, який до теперішнього часу вже пережив декілька модифікацій

.

12.3. Причини успіху персональних комп’ютерів.

Можна назвати декілька основних причин феноменального успіху персональних комп’ютерів:

· великі обчислювальні можливості сучасних ПК, які за потужністю перевищують можливості міні-ЕОМ і навіть мейнфреймів третього покоління.

· можливість взаємодії з комп’ютером без посередників.

· двужній інтерфейс.

· малі габарити, можливість використання на будь-якому робочому місці.

· висока надійність.

· легка адаптація до задач за рахунок різної комплектації периферійним обладнанням та програмним забезпеченням. наявність програмного забезпечення, що охоплює дуже широку сферу людської діяльності.можливість підключення до комп’ютерних мереж.

· не висока вартість.

12.4. Архітектура типової системи ПК (наприклад Pentium ІІ) показана на Рис.12.6

Рис.12.6

ГД– графічний дисплей,

ОЗП – оперативний запам’ятовуючий пристрій,

ЗН – зовнішні накопичувачі.

Принциповою ознакою архітектури ПК є ієрархія шин, які об’єднують пристрої комп’ютера в цілостну систему.

12.5. Ринок ЕОМ та його сектори.

Бурхливий розвиток комп’ютерів не означає, що тепер всі сучасні ЕОМ відносяться тільки до цього класу. Як і раніше на ринку комп’ютерів можливо виділити декілька секторів: суперкомп’ютери, кластерні системи, комп’ютери загального використання, спеціалізовані комп’ютери, мікрокнтролери.

Суперкомп’ютери різко відрізняються своєю структурою, експлуатаційними показниками та ціною. В останні роки розвиток суперкомп’ютерів йде по напрямку створення багатокомп’ютерних або багатопроцесорних систем паралельної обробки інформації. Перелік таких діючих комп’ютерів, існуючих в світі регулярно публікується в такому виданні як «Топ-500».

Найпотужнішим на сьогодні універсальним суперкомп’ютером є комп’ютер фірми IBM Blue Gene, який має 65536 обчислювальних і 65536 комунікаційних процесорних вузлів та продуктивність 280.6 TFLOPS (FLOPS). Кожен вузол містить процесор Power PC 440 із 512Мб локальної пам’яті, працюючий на частоті 700Мгц. (Рис 12.7).

Рис.12.7

Для того, щоб збільшити продуктивність в сто, тисячу і більше разів, необхідно звести до купи баготочисельну кількість процесорних пристроїв і забезпечити їх ефективну роботу. Це так звані системи з масовим паралелізмом (СМП), ціною в мільйони доларів. Ці комп’ютери використовуються в різних галузях науки і техніки для використання складних розрахунків: автомобілебудування, нафто- і газодобуток, фармакологія, прогноз погоди, сейсмічна розвідка, проектування складних електронних приладів, синтез нових матеріалів, генетика та ін.

Структурна ієрархія модулів системи Blue Gene1l наведена на Рис12.8.

Рис. 12.8 BlueGene: мікросхема(а),плата(б), панель(в), стійка(г), система(д)

Другий варіант мультикомп’ютера – кластерний комп’ютер. Як правило, кластер складається з декількох сотень і навіть тисяч персональних комп’ютерів, робочих станцій чи серверів, об’єднаних між собою комп’ютерною мережею. Кластери бувають централізованими (в межах одного приміщення) і децентралізованими, розкинутими на значному просторі. Окремі комп’ютери в кластерній системі можуть мати свого власник-користувача, який має можливість користуватися розподіленими ресурсами всього кластера.

Розвиток кластерних систем привів до появи принципово нових технологій обробки інформації – Grid-технологій (від англ. grid - решітка).

Grid-технології і всесвітня Grid-мережа ідуть на зміну вже звичному Інтернету з його веб-послугами як засіб сумісного використання обчислювальних потужностей та сховищ даних. Grid дозволяє вийти за рамки простого обміну даними між комп’ютерами і зрештою перетворювати їхню глобальну мережу на свого роду гігантський віртуальний комп’ютер, доступний у режимі віддаленого доступу з будь-якої точки, незалежно від місця розташування користувача. Сфера застосування технологій Grid не обмежується лише вирішенням складних наукових і інженерних задач. Із розвитком Grid проникає в промисловість і бізнес, претендуючи на роль універсальної інфраструктури для обробки даних, у якій функціонує безліч служб-сервісів (Grid Services), що не лише дозволяють вирішувати конкретні прикладні задачі, а й пропонують послуги з пошуку необхідних ресурсів, збору інформації про стан ресурсів, зберігання і доставки даних.

Grid є технологією забезпечення гнучкого, безпечного і скоординованого загального доступу до ресурсів. При цьому слово «ресурс» розуміється в дуже широкому сенсі, тобто ресурсом може бути апаратура (жорсткі диски, процесори), а також системне і прикладне ПО (бібліотеки, додатки). Таким чином, Grid претендує на роль універсальної інфраструктури для обробки даних, в якій функціонує множина сервісів (Grid Services), які дозволяють дати нову якість рішення наступних класів задач:

· масова обробка потоків даних великого об’єму;

· багато параметричний аналіз даних;

· моделювання на віддалених суперкомп’ютерах;

· реалістична візуалізація великих наборів даних;

· складні бізнес-додатки з великими об’ємами обчислень.

Grid-технології вже активно застосовуються у світі як державними організаціями управління, оборони, науки, сфери комунальних послуг, так і приватними компаніями, наприклад, фінансовими і енергетичними.

CRID – це якийсь гігантський віртуальний суперкомп’ютер, в якому віддалені обчислювальні ресурси створюють потужне середовище обробки інформації над розподіленими сховищами даних з використанням всіх доступних (в світовому вимірі) програмних і технічних ресурсів.

Зараз при організації обчислювального процесу застосовується розподіл робіт, даних та процесорних потужностей, обумовлюється орієнтація на конкретну платформу (будь то Windows, Unix, мейнфрейм чи кластер). Звичайно, що різні платформи пропонують різні реалізації своїх можливостей, різну семантику і технологію взаємодії. Спеціалісти постійно знаходяться в пошуку нових концепцій, які були б спроможні забезпечити доступ до застосувань і спільне використання ресурсів розподілених глобальних мереж і в той же час підтримували загальну логіку забезпечення безпеки, ефективне керування розподіленими ресурсами, відновлення після збоїв та вирішення інших проблем. Саме робота в цьому напрямку призвела до появи концепції CRID[4].

CRID – це деякий контрапункт, поворот в еволюції комп’ютінга. Професор А.Петренко (НТУУ «КПІ») вважає, що в найближчі десятиліття взагалі можуть зникнути з застосування звичні для інженерних спеціалістів персональні комп’ютери, сервери, локальні мережі, та ін. А окремі комп’ютери з багатоядерними процесорами розчиняться в інфраструктурі CRID[5].

CRID-технології з’явилися перш за все для розв’язання наукових проблем, але дуже швидко поширились в електронній комерції і, що важливо для нас, в освіті. Всі індустріальні країни світу (США, вся Європа, Росія, Китай, Японія) оголосили свої національні CRID-програми. Розвивається магістральна європейська науково-освітня мережа CRID, що охоплює 3 млн. користувачів в 34 країнах. В 2005 році Єврокомісія підготувала спеціальну програму вартістю 13 млрд. євро, в рамках якої CRID-комп’ютінгу відводиться роль важливішого ресурсу для перетворення Євросоюзу «в найбільш конкурентоспроможну в світі економіку знань».

На сайті Міністерства освіти і науки України 12 січня 2007 року оголошено про початок робіт по створенню національної CRID-інфраструктури. Проект підготовлено НТУУ «КПІ». Основна мета проекту -- об’єднати науково-освітню обчислювальну і комунікаційну інфраструктуру України в національну CRID-інфраструктуру і інтегрувати її з європейською CRID-мережею. Цей проект базується на використанні суперкомп’ютера кластерної архітектури, введеного в експлуатацію в НТУУ «КПІ» в 2006 році, з перспективою об’єднання всіх суперкомп’ютерів терафлопсної потужності (10^{12 оп}/_с), розташованих в країні, насамперед з комп’ютерами Інституту кібернетику і Інституту теоретичної фізики НАН України. Це, безумовно, розумний крок, бо окремі кластери досить дорогі і в той же час використовуються з низьким коефіцієнтом корисної дії.

Комп’ютери загального призначення займають саму значну частину комп’ютерного ринку. Серед цих комп’ютерів в свою чергу також можливо виділити три підсектори: великі універсальні ЕОМ-мейнфрейми, про які вже говорилося вище, а також сервери, робочі станції і персональні комп’ютери.

Строго кажучи, віднесення комп’ютера до класу сервера характеризує не його технічні параметри, а функціональне призначення. Сервером може бути і суперкомп’ютер і скромний ПК. Сервер не призначається для роботи кінцевого користувача, а знаходиться в центрі обчислювальної мережі і обслуговує цілу групу клієнтських комп’ютерів. Такими мережами можуть бути глобальні мережі, мережі установи, відділу, групи. Від масштабу мережі залежить і потужність сервера. Основні вимоги до сервера – висока продуктивність і надійність. З цією метою сервери часто мають по 2-8 центральних процесора, оперативну пам'ять з захистом від помилок, продубльовану зовнішню пам'ять і безперебійні джерела живлення.

Діапазон цін на сервери дуже широкий від 2-3 тис. доларів для початкового рівня, до 100-500 тисяч для класу потужного підприємства.

Під робочою станцією зазвичай розуміють спеціалізований комп’ютер, призначений для розв’язування певного класу задач. Наприклад, проектування функціональних схем ЕОМ, або топології друкованих плат. Задачі можуть відрізнятися своєю складністю, відповідно будуть відрізнятися своєю складністю і робочі станції: по продуктивності центральної частини, складу периферійних пристроїв і прикладних програм. Робочі станції з RISC – архітектурою, розширеною пам’яттю, широкоформатним графічним дисплеєм і кольоровим принтером можуть коштувати десятки тисяч доларів.

Ті комп’ютери, що ми бачимо в офісах, банках, лабораторіях, учбових аудиторіях, у себе вдома – це клас персональних комп’ютерів. Персональні комп’ютери можуть використовуватись автономно або в клієнт-серверних системах (локальні мережі). Конфігурація ПК цілковито залежить від кола розв’язуємих задач. По конструкції ПК поділяються на настільні (desktop) і

переносні (notebook)

Спеціалізовані комп’ютерні системи (СКС) призначені для розв’язку великого числа відносно вузьких класів задач. Для СКС характерні наступні основні риси, що відрізняють їх від універсальних машин:

· орієнтація архітектури на вирішуванні задачі;

· вузький, в основному постійний клас задач;

· спеціальна система обміну, в тому числі наявність аналого-цифрових пристроїв вводу-виведення;

· робота в режимі реального часу;

· експлуатація в складних зовнішніх умовах.

Мікроконтрелери - комп’ютери на кристалі для керування електронними пристроями, зокрема побутовими приладами, виробничими лініями, вимірювальними пристроями і т.д. Для архітектури мікроконтролерів характерна невелика швидкодія, розрядність від 4 до 64бітів, алгоритми зашиті в постійній пам’яті.

.

Дата добавления: 2014-01-07