Класифікація комп'ютерів

I. Категорії.

Узагалі говорячи, комп'ютери призначені для виконання різноманітної роботи і відповідно поділяються на різні класи. Раніше комп'ютери узагалі вважалися цілком універсальними, а з появою специфікацій РС 98 були досить приблизно розділені на два класи: офісні і домашні. І про ті, і про другие було сказано, що вони можуть бути мобільними. У результаті до однієї групи відносилися різні машини: відповідно до стандарту РС 98 комп'ютер на столі секретарки вважався офісним точно так само, як і комп'ютер верстальщика у видавництві, незважаючи на те, що ці машини повинні мати зовсім різні можливості. Подібний поділ РС могло ґрунтовно заплутати не тільки звичайних користувачів, але і фахівців з технічного забезпечення. Утім, навіть така класифікація все-таки краще, ніж ніяка. Сьогодні існує п'ять класів комп'ютерів, причому мобільні виділені в окрему групу: вимоги до подібним до пристроїв досить специфічні. Поділ на категорії дозволить спростити вибір комп'ютера, усуваючи плутанину. Це избавит вас від довгого і стомлюючого пояснення продавцям, який саме комп'ютер вам потрібний. Звичайно, для виконання специфічних задач буде потрібно додаткове устаткування, що не входить у конфігурацію комп'ютера кожної з груп, однак для більшості користувачів це не настільки важливо: їм потрібно вирішувати більш-менш стандартні задачі. А для цих цілей цілком підійде комп'ютер однієї з запропонованих груп, потрібно лише обговорити додаткові вимоги, а не всю конфігурацію шуканої системи "з нуля". Розглянемо існуючі класи РС більш докладно.

II. Consumer PC

(користувальницький комп'ютер)

Практично це базовий комп'ютер: нічого зайвого, мінімум можливостей, зате недорого. У конфігурації, описуваної стандартом, він призначений для роботи поза локальною мережею, але з урахуванням підключення до глобальних телекомунікаційних мереж за допомогою звичайних телефонних ліній. Він відмінно підійде для навчання, нескладних ігор, а також для малого (наприклад, домашнього) офісу, тобто для ринку SOHO. Використовувати його будинку в мінімальній конфігурації буде дуже складно, зате в рекомендованої - якраз. Якщо не вважати вимог по впровадженню нових і усуненню старих технологій, то це звичайний комп'ютер, з ряду таких, котрі активно здобуваються користувачами вже сьогодні.

III. Office PC
(комп'ютер для офісу)

Дуже схожий на РС попередній конфігурації. У принципі це комп'ютер середнього класу, але вже для роботи в офісі. Відповідно з'являється необхідність роботи в локальній мережі підприємства, а також можливість зниження експлуатаційних витрат. Тому що подібні комп'ютери не призначені для активної роботи з "важкими" мультимедійними додатками, вимоги, пропоновані до відеосистеми, трохи нижче, ніж у попередньому випадку. Не потрібно також і додаткове устаткування, рекомендоване для користувальницького PC (наприклад, TV-тюнер або телевізійний відеовихід). Утім, апаратний прискорювач тривимірної графіки рекомендований і в цьому випадку. Узагалі, цікаво спостерігати за тим, як ці карти буквально за рік-два з екзотики, доступним лише багатим аматорам пограти, перетворилися в необхідне устаткування офісного РС. А в іншому вимоги до конфігурації комп'ютера відповідають попереднім специфікаціям.

IV. Workstation PC

(робоча станція)

Можливостей звичайного офісного комп'ютера для досягнення деяких цілей не досить. Запити різноманітних "крутих" користувачів також враховані стандартом. З одного боку, створювати особливу категорію немає необхідності: візьміть офісний комп'ютер, додайте все необхідне й одержите усі ту ж робочу станцію. Однак наявність особливої категорії для надпотужних комп'ютерів у значній мірі спрощує рішення проблеми вибору. Як говориться: "Усі для користувача, усі в благо користувача".

Отже, що ж таке "робоча станція" з погляду авторів стандарту? Це комп'ютер із процесором як мінімум Pentium II 400 або RISC-процесором (для користувачів Windows NT), а краще з двома такими процесорами або можливістю установити більш одного. Потрібне наявність не менш 128 Мбайт оперативної пам'яті з корекцією помилок, причому з можливістю розширення до 1 (а краще до 2) Гбайт. Інші вимоги стандартні для РС 99, однак рекомендується включати в конфігурацію SCSI-адаптер. При наявності IEEE 1394 не зовсім зрОЗПміло, навіщо потрібний адаптер, що рекомендується. Утім, поки вінчестерів, розрахованих на новий інтерфейс, у продажі не спостерігається, так що SCSI послужить непогану службу (не встановлювати ж у такий Super PC диски з інтерфейсом EIDE). Машина такої конфігурації зможе легко керуватися із самими "важкими" додатками: такими, як інженерна графіка, фінансові додатки, розробка ПО. При необхідності дана "робоча станція" може працювати як сервер малої або середньої робочої групи.

V. Entertainment PC
(для будинку, для родини)

Як уже говорився вище, "користувальницький комп'ютер" підійде далеко не всім домашнім користувачам. Саме тому існує своєрідний варіант "домашньої робочої станції". Призначено він для роботи з додатками мультимедіа (зокрема, тривимірними іграми) і для інших нестатків домашнього користувача. У принципі, такий комп'ютер у рекомендованій конфігурації здатний замінити ще і музичний центр, телевізор, відеомагнітофон тощо (шкода, що функцій пилососа не передбачили). І вимоги, звичайно, що відповідають. До речі, нарешті-те виправили помилку попередньої версії стандарту: для цього класу комп'ютерів наявність засобів роботи зі звуком є обов'язковою вимогою, а не рекомендацією. Утім, це коштувало врахувати і при підборі конфігурації РС інших категорій: нині звук практично необхідний навіть на робочому місці дівчини-секретаря. В даний час в усім світі продаж комп'ютера без звукової карти стає скоріше виключенням, чим правилом.

VII. Mobile PC

(для тих, хто в шляху)

У специфікаціях РС 98 такі машини вже згадувалися, але виділення в окремий клас не було. Тепер же автори вирішили, що подібна ситуація аж ніяк не є правильної, тому в стандарті РС 99 портативні комп'ютери виділені в окрему категорію. ЗрОЗПміло чому: до цих машин пред'являються особливі вимоги. У даному випадку не потрібно надвисокої обчислювальної потужності і розвитих мережних можливостей, зате дуже важливі низька вага і можливість тривалої роботи від батарей. Варто відзначити, що в рекомендованій конфігурації ноутбук здатний задовольнити потреби практично будь-якого користувача, якщо останній не займається нелінійним відеомонтажем або розрахунком польотної траєкторії балістичних ракет.

B. X-термінали

X-термінали являють собою комбінацію бездискових робітників станцій і стандартних ASCII-терміналів. Бездискові робочі станції часто застосовувалися як дорогі дисплеї й у цьому випадку не цілком використовували локальну обчислювальну потужність. Одночасно багато користувачів ASCII-терміналів хотіли поліпшити їхньої характеристики, щоб одержати можливість роботи в многооконной системі і графічні можливості. Зовсім недавно, як тільки стали доступними дуже могутні графічні робітники станції, з'явилася тенденція застосування "підлеглих" X-терміналів, що використовують робочу станцію як локальний сервер.

На комп'ютерному ринку X-термінали займають проміжне положення між персональними комп'ютерами і робочими станціями. Постачальники X-терміналів заявляють, що їхні вироби більш ефективні у вартісному вираженні, чим робочі станції високого цінового класу, і пропонують збільшений рівень продуктивності в порівнянні з персональними комп'ютерами. Швидке зниження цін, прогнозоване іноді в секторі X-терміналів, у даний час йде, мабуть, завдяки конкуренції, що загострилася, у цьому секторі ринку. Багато компаній почали активно конкурувати за розподіл ринку, а швидкий ріст об'ємних постачань створив передумови для створення такого ринку. В даний час уже досягнута ціна в $1000 для Х-терминалів початкового рівня, що робить цю технологію доступної для широкої користувальницької бази.

Як правило, вартість X-терміналів складає біля половини вартості порівнянної по конфігурації бездискової машини і приблизно чверть вартості цілком оснащеної робочої станції.

Що таке X-термінал?

Типовий X-термінал включає наступні елементи:

· Екран високого дозволу - звичайно розміром від 14 до 21 дюйма по діагоналі;

· Мікропроцесор на базі Motorola 68xxx або RISC-процесор типу Intel i960, MIPS R3000 або AMD29000;

· Окремий графічний співпроцесор на додаток до основного процесора, що підтримує двохпроцесорну архітектуру, що забезпечує більш швидке малювання на екрані і прокручування екрана;

· Базові системні програми, на яких працює система X-Windows і виконуються мережні протоколи;

· Програмне забезпечення сервера X11;

· Перемінний обсяг локальної пам'яті (від 2 до 8 Мбайт) для дисплея, мережного інтерфейсу, що підтримує TCP/IP і інші мережні протоколи.

· Порти для підключення клавіатури і миші.

X-термінали відрізняються від ПК і робочих станцій не тільки тим, що не виконує функції звичайної локальної обробки. Робота X-терміналів залежить від головної (хост) системи, до якої вони підключені за допомогою мережі. Для того, щоб X-термінал міг працювати, користувачі повинні інсталіровать програмне забезпечення многооконного сервера X11 на головному процесорі, що виконує прикладну задачу (найбільш відома версія X11 Release 5). Х-термінали відрізняються також від стандартних алфавітно-цифрових ASCII і традиційних графічних дисплейних терміналів тим, що вони можуть бути підключені до будь-якої головної системи, що підтримує стандарт X-Windows. Більш того, локальна обчислювальна потужність X-термінала звичайно використовується для обробки відображення, а не обробки додатків (називаних клієнтами), що виконуються видалено на головному комп'ютері (сервері). Висновок такого вилученого додатка просто відображається на екрані X-термінала.

Мінімальний обсяг необхідної для роботи пам'яті X-термінала складає 1 Мбайт, але частіше 2 Мбайти. У залежності від функціональних можливостей виробу оперативна пам'ять може розширюватися до 32 Мбайт і більш.

Оснащений стандартною системою X-Windows, X-термінал може відображати на тому самому екрані безліч додатків одночасно. Кожен додаток може виконуватися у своєму вікні, і користувач може змінювати розміри вікон, їхнє місце розташування і маніпулювати ними в будь-якому місці екрана.

X-Windows - результат спільної роботи Масачусетского технологічного інституту (MIT) і корпорації DEC. Система X-Windows (відома також під ім'ям X) у даний час є відкритим де-факто стандартом для доступу до безлічі одночасно виконуються додатків з можливостями многооконного режиму і графікою високого дозволу на інтелектуальних терміналах, персональних комп'ютерах, робочих станціях і X-терміналах. Вона стала стандартом для забезпечення интероперабельности (переносимости) продуктів багатьох постачальників і для організації доступу до безлічі додатків. В даний час X-Windows є стандартом для розробки користувальницького інтерфейсу. Більш 90% постачальників UNIX-робочих станцій і багато постачальників персональних комп'ютерів адаптували систему X-Windows і застосовують як стандарт.

C. Сервери

Прикладні, комерційні і система-системи-бізнеси-системи, що включають системи керування базами даних і обробки транзакцій, великі видавничі системи, мережні додатки і системи обслуговування комунікацій, розробку програмного забезпечення й обробку зображень усе більш наполегливо вимагають переходу до моделі обчислень "сервер^-сервер-клієнт-сервер" і розподіленій обробці. У розподіленій моделі "сервер^-сервер-клієнт-сервер" частина роботи виконує сервер, а частина користувальницький комп'ютер (у загальному випадку клієнтська і користувальницька частини можуть працювати і на одному комп'ютері). Існує кілька типів серверів, орієнтованих на різні застосування: сервер^-сервер-файл-сервер, сервер бази даних, принт-сервер, обчислювальний сервер, сервер додатків. Таким чином, тип сервера визначається видом ресурсу, яким він володіє (файлова система, база даних, принтери, процесори або прикладні пакети програм).

З іншої сторони існує класифікація серверів, що визначається масштабом мережі, у якій вони використовуються: сервер робочої групи, сервер відділу або сервер масштабу підприємства (корпоративний сервер). Ця класифікація досить умовна. Наприклад, розмір групи може мінятися в діапазоні від кількох людей до декількох сотень людин, а сервер відділу обслуговувати від 20 до 150 користувачів. Очевидно, у залежності від числа користувачів і характеру розв'язуваних ними задач, вимоги до складу устаткування і програмного забезпечення сервера, до його надійності і продуктивності сильно варіюються.

Файлові сервери невеликих робочих груп (не більш 20-30 чоловік) простіше усього реалізуються на платформі персональних комп'ютерів і програмному забезпеченні Novell NetWare. Сервер^-сервер-файл-сервер, у даному випадку, виконує роль центрального сховища даних. Сервери прикладних систем і високопродуктивні машини для середовища "сервер^-сервер-клієнт-сервер" значно відрізняються вимогами до апаратних і програмних засобів.

Типовими для невеликих файлів-серверів є: процесор Pentium або більш швидкодіючий, 32-мбайт ОЗП, 9 Гбайт дискового простору й один адаптер Ethernet 10Base, що має швидкодія 10 Мбит/с. До складу таких серверів часто включаються флопі-дисковод і CDROM. Графіка для більшості серверів несуттєва, тому досить мати звичайний монохромний монітор з дозволом VGA.

Швидкість процесора для серверів з інтенсивним уведенням/висновком некритична. Вони повинні бути оснащені досить могутніми блоками харчування для можливості установки додаткових плат розширення і дискових нагромаджувачів. Бажане застосування пристрою безперебійного харчування. Оперативна пам'ять звичайно має обсяг не менш 32 Мбайт, що дозволить операційній системі (наприклад, NetWare) використовувати великі дискові кеші і збільшити продуктивність сервера. Як правило, для роботи з багатозадачними операційними системами такі сервери оснащуються інтерфейсом SCSI (або Fast SCSI). Розподіл даних по декількох твердих дисках може значно підвищити продуктивність.

При наявності одного сегмента мережі і 10-20 робочих станцій пікова пропускна здатність сервера обмежується максимальною пропускною здатністю мережі. У цьому випадку заміна процесорів або дискових підсистем більш могутніми не збільшують продуктивність, тому що вузьким місцем є сама мережа. Тому важливо використовувати гарну плату мережного інтерфейсу.

Хоча вплив більш швидкого процесора явно на продуктивності не позначається, воно помітно знижує коефіцієнт використання ЦП. У багатьох серверах цього класу використовуються процесори Pentium, з тактовою частотою 166 і 200 Мгц, microSPARC-II і PowerPC. Аналогічно процесорам вплив типу системної шини (EISA зі швидкістю 33 Мбит/з або PCI зі швидкістю 132 Мбит/с) також мінімально при такому режимі використання.

Однак для файлів-серверів загального доступу, з якими одночасно можуть працювати кілька десятків, а те і сотень людин, простої однопроцесорної платформи і програмного забезпечення Novell може виявитися недостатньо. У цьому випадку використовуються могутні багатопроцесорні сервери з можливостями нарощування оперативної пам'яті до декількох гигабайт, дискового простору до сотень гигабайт, швидкими інтерфейсами дискового обміну (типу Fast SCSI-2, Fast&Wide SCSI-2 і Fiber Channel) і декількома мережними інтерфейсами. Ці сервери використовують операційну систему UNIX, мережні протоколи TCP/IP і NFS. На базі багатопроцесорних UNIX-серверів звичайно будуються також сервери баз даних великих інформаційних систем, тому що на них лягає основне навантаження по обробці інформаційних запитів. Подібного роду сервери одержали назва суперсерверів.

За рівнем загальносистемної продуктивності, функціональним можливостям окремих компонентів, отказоустойчивості, а також у підтримці багатопроцесорної обробки, системного адміністрування і дискових масивів великої ємності суперсервери вийшли в даний час на один рівень з мейнфреймами і могутніми мінікомп’ютерами. Сучасні суперсервери характеризуються:

· наявністю двох або більш центральних процесорів RISC, або Pentium, або Pentium II;

· багаторівневою шинною архітектурою, у якій запатентована високошвидкісна системна шина зв'язує між собою кілька процесорів і оперативну пам'ять, а також безліч стандартних шин уведення/висновку, розміщених у тім же корпусі;

· підтримкою технології дискових масивів RAID;

· підтримкою режиму симетричної багатопроцесорної обробки, що дозволяє розподіляти завдання по декількох центральних процесорах або режиму асиметричної багатопроцесорної обробки, що допускає виділення процесорів для виконання конкретних задач.

Як правило, суперсервери працюють під керуванням операційних систем UNIX, а останнім часом і Windows NT (на Digital 2100 Server Model A500MP), що забезпечують багатопотокову багатопроцесорну і багатозадачну обробку. Суперсервери повинні мати достатні можливості нарощування дискового простору й обчислювальної потужності, засобу забезпечення надійності збереження даних і захисту від несанкціонованого доступу. Крім того, в умовах швидко зростаючої організації, важливою умовою є можливість нарощування і розширення вже існуючої системи.

D. Мейнфрейми

Мейнфрейм - це синонім поняття "велика універсальна ЕОМ". Мейнфрейми і до сьогоднішнього дня залишаються найбільш могутніми (не вважаючи суперкомп'ютерів) обчислювальними системами загального призначення, що забезпечують безперервний цілодобовий режим експлуатації. Вони можуть включати один або кілька процесорів, кожний з яких, у свою чергу, може оснащуватися векторними співпроцесорами (прискорювачами операцій із суперкомп'ютерною продуктивністю). У нашій свідомості мейнфреймы усе ще асоціюються з великими по габаритах машинами, що вимагають спеціально обладнаних приміщень із системами водяного охолодження і кондиціонування. Однак це не зовсім так. Прогрес в області элементно-конструкторской бази дозволив істотно скоротити габарити основних пристроїв. Поряд з надпотужними мейнфреймами, що вимагають організації двоконтурної водяної системи охолодження, маються менш могутні моделі, для охолодження яких досить примусової повітряної вентиляції, і моделі, побудовані по блочно-модульному принципі і не потребуючих спеціальних приміщень і кондиціонерів.

Основними постачальниками мейнфреймів є відомі комп'ютерні компанії IBM, Amdahl, ICL, Siemens, Nixdorf і деякі інші, але ведуча роль належить безумовно компанії IBM. Саме архітектура системи IBM/360, випущеної в 1964 році, і її наступні покоління стали зразком для наслідування. У нашій країні протягом багатьох літ випускалися машини ряду ЄС ЕОМ, що були вітчизняним аналогом цієї системи.

В архітектурному плані, мейнфрейми являють собою багатопроцесорні системи, що містять один або кілька центральних і периферійних процесорів із загальною пам'яттю, зв'язаних між собою високошвидкісними магістралями передачі даних. При цьому основне обчислювальне навантаження лягає на центральні процесори, а периферійні процесори (у термінології IBM - селекторні, блок-мультіплексні, мультіплексні канали і процесори телеобробки) забезпечують роботу із широкою номенклатурою периферійних пристроїв.

Спочатку мейнфрейми орієнтувалися на централізовану модель обчислень, працювали під керуванням патентованих операційних систем і мали обмежені можливості для об'єднання в єдину систему устаткування різних фірм-постачальників. Однак підвищений інтерес споживачів до відкритих систем, побудованим на базі міжнародних стандартів і позволяющим досить ефективно використовувати всі переваги такого підходу, змусив постачальників мейнфреймів істотно розширити можливості своїх операційних систем у напрямку сумісності. В даний час вони демонструє свою "відкритість", забезпечуючи відповідність зі специфікаціями POSIX 1003.3, можливість використання протоколів меж з'єднань OSI і TCP/IP або надаючи можливість роботи на своїх комп'ютерах під керуванням операційної системи UNIX власної розробки.

Стрімке зростання продуктивності персональних комп'ютерів, робочих станцій і серверів створив тенденцію переходу з мейнфреймів на комп'ютери менш дорогих класів: мінікомп’ютери і багатопроцесорні сервери. Ця тенденція одержала назву "рОЗПкрупнення" (downsizing). Однак цей процес у саме останнім часом трохи сповільнився. Основною причиною відродження інтересу до мейнфреймам експерти вважають складність переходу до розподіленої архітектури сервер^-сервер-клієнт-сервер, що виявилася вище, ніж передбачалося. Крім того, багато користувачів вважають, що розподілене середовище не має достатню надійність для найбільш відповідальних додатків, який володіють мейнфрейми.

Очевидно вибір центральної машини (сервера) для побудови інформаційної системи підприємства можливий тільки після глибокого аналізу проблем, умов і вимог конкретного замовника і довгострокового прогнОЗПвання розвитку цієї системи.

Головним недоліком мейнфреймов у даний час залишається відносно низьке співвідношення продуктивність/вартість. Однак фірмами-постачальниками мейнфреймов починаються значні зусилля по поліпшенню цього показника.

Варто також пам'ятати, що у світі існує величезна інстальована база мейнфреймів, на якій працюють десятки тисяч прикладних програмних систем. Відмовитися від роками напрацьованого програмного забезпечення просто не рОЗПмно. Тому в даний час очікується ріст продажів мейнфреймів принаймні до кінця цього сторіччя. Ці системи, з одного боку, дозволять модернізувати існуючі системи, забезпечивши скорочення експлуатаційних витрат, з іншого боку, створять нову базу для найбільш відповідальних додатків.

E. Кластерні архітектури

Двома основними проблемами побудови обчислювальних систем для критично важливих додатків, зв'язаних з обробкою транзакцій, керуванням базами даних і обслуговуванням телекомунікацій, є забезпечення високої продуктивності і тривалого функціонування систем. Найбільш ефективний спосіб досягнення заданого рівня продуктивності - застосування рівнобіжних масштабируемих архитектур. Задача забезпечення тривалого функціонування системи має три складових: надійності, готовність і зручність обслуговування. Усі ці три складових припускають, у першу чергу, боротьбу з несправностями системи, породжуваними відмовленнями і збоями в її роботі. Ця боротьба ведеться по всім трьох напрямках, що взаємозалежні і застосовуються спільно.

Підвищення надійності засноване на принципі запобігання несправностей шляхом зниження інтенсивності відмовлень і збоїв за рахунок застосування електронних схем і компонентів з високим і надвисоким ступенем інтеграції, зниження рівня перешкод, полегшених режимів роботи схем, забезпечення теплових режимів їхньої роботи, а також за рахунок удосконалювання методів зборки апаратури. Підвищення рівня готовності припускає придушення у визначених межах впливу відмовлень і збоїв на роботу системи за допомогою засобів контролю і корекції помилок, а також засобів автоматичного відновлення обчислювального процесу після прояву несправності, включаючи апаратурну і програмну надмірність, на основі якої реалізуються різні варіанти отказоустойчивых архитектур. Підвищення готовності є спосіб боротьби за зниження часу простою системи. Основні експлуатаційні характеристики системи істотно залежать від зручності її обслуговування, зокрема від ремонтопригодности, контролі придатності і т.д.

В останні роки в літературі по обчислювальній техніці всі частіше вживається термін "системи високої готовності" (High Availability Systems). Усі типи систем високої готовності мають загальну мету - мінімізацію часу простою. Мається два типи часу простою комп'ютера: планове і непланове. Мінімізація кожного з них вимагає різній стратегії і технології. Плановий час простою звичайно включає час, прийнятий керівництвом, для проведення робіт з модернізації системи і для її обслуговування. Неплановий час простою є результатом відмовлення системи або компонент. Хоча системи високої готовності якнайбільше асоціюються з мінімізацією непланових простоїв, вони виявляються також корисними для зменшення планового часу простою.

Існує кілька типів систем високої готовності, що відрізняються своїми функціональними можливостями і вартістю. Слід зазначити, що висока готовність не дається безкоштовно. Вартість систем високої готовності на багато перевищує вартість звичайних систем. Ймовірно тому, найбільше поширення у світі одержали кластерні системи, завдяки тому, що вони забезпечують досить високий рівень готовності систем при відносно низьких витратах. Термін "кластерізація" на сьогодні в комп'ютерній промисловості має багато різних значень. Строге визначення могло б звучати так: "реалізація об'єднання машин, що представляється єдиним цілим для операційної системи, системного програмного забезпечення, прикладних програм і користувачів". Машини, кластеризовані разом таким способом можуть при відмовленні одного процесора дуже швидко перерозподілити роботу на інші процесори усередині кластера. Це, можливо, найбільш важлива задача багатьох постачальників систем високої готовності.

Першої концепцію кластерної системи анонсувала компанія DEC, визначивши її як групу об'єднаних між собою обчислювальних машин, що представляють собою єдиний вузол обробки інформації. Власне кажучи VAX-кластер являє собою слабосв’язану багатомашину систему з загальною зовнішньою пам'яттю, що забезпечує єдиний механізм керування й адміністрування. В даний час на зміну VAX-кластерам приходять UNIX-кластери. При цьому VAX-кластери пропонують перевірений набір рішень, що встановлює критерії для оцінки подібних систем.

VAX-кластер має наступні властивості:

Поділ ресурсів. Комп'ютери VAX у кластері можуть розділяти доступ до загальних дискових нагромаджувачів. Усі комп'ютери VAX у кластері можуть звертатися до окремих файлів даних як до локального.

Висока готовність. Якщо відбувається відмовлення одного з VAX-комп'ютерів, завдання його користувачів автоматично можуть бути перенесені на інший комп'ютер кластера. Якщо в системі мається кілька контролерів зовнішніх нагромаджувачів і один з них відмовляє, інші контролери автоматично підхоплюють його роботу.

Висока пропускна здатність. Ряд прикладних систем можуть користатися з можливості рівнобіжного виконання завдань на декількох комп'ютерах кластера.

Зручність обслуговування системи. Загальні бази даних можуть обслуговуватися з єдиного місця. Прикладні програми можуть інсталіроваться тільки один раз на загальних дисках кластера і розділятися між усіма комп'ютерами кластера.

Розширюваність. Збільшення обчислювальної потужності кластера досягається підключенням до нього додаткових VAX-комп'ютерів. Додаткові нагромаджувачі на магнітних дисках стають доступними для всіх комп'ютерів, що входять у кластер.

Робота будь-який кластерної системи визначається двома головними компонентами: високошвидкісним механізмом зв'язку процесорів між собою і системним програмним забезпеченням, що забезпечує клієнтам прозорий доступ до системного сервісу.

В даний час широке поширення одержала також технологія рівнобіжних баз даних. Ця технологія дозволяє безлічі процесорів розділяти доступ до єдиної бази даних. Розподіл завдань по безлічі процесорних ресурсів і рівнобіжне їхнє виконання дозволяє досягти більш високого рівня пропускної здатності транзакцій, підтримувати більше число одночасне працюючих користувачів і прискорити виконання складних запитів. Існують три різних типи архітектури, що підтримують рівнобіжні бази даних:

· Симетрична багатопроцесорна архітектура з загальною пам'яттю (Shared Memory SMP Architecture). Ця архітектура підтримує єдину базу даних, що працює на багатопроцесорном сервері під керуванням однієї операційної системи. Збільшення продуктивності таких систем забезпечується нарощуванням числа процесорів, пристроїв оперативної і зовнішньої пам'яті.

· Архітектура з загальними (поділюваними) дисками (Shared Disk Architecture). Це типовий випадок побудови кластерної системи. Ця архітектура підтримує єдину базу даних при роботі з декількома комп'ютерами, об'єднаними в кластер (звичайно такі комп'ютери називаються вузлами кластера), кожний з яких працює під керуванням своєї копії операційної системи. У таких системах усі вузли розділяють доступ до загальних дисків, на яких власне і розташовується єдина база даних. Продуктивність таких систем може збільшуватися як шляхом нарощування числа процесорів і обсягів оперативної пам'яті в кожнім вузлі кластера, так і за допомогою збільшення кількості самих вузлів.

· Архітектура без поділу ресурсів (Shared Nothing Architecture). Як і в архітектурі з загальними дисками, у цій архітектурі підтримується єдиний образ бази даних при роботі з декількома комп'ютерами, що працюють під керуванням своїх копій операційної системи. Однак у цій архітектурі кожен вузол системи має власну оперативну пам'ять і власні диски, що не розділяються між окремими вузлами системи. Практично в таких системах розділяється тільки загальний комунікаційний канал між вузлами системи. Продуктивність таких систем може збільшуватися шляхом додавання процесорів, обсягів оперативної і зовнішньої (дискової) пам'яті в кожнім вузлі, а також шляхом нарощування кількості таких вузлів.

Таким чином, середовище для роботи рівнобіжної бази даних володіє двома важливими властивостями: високою готовністю і високою продуктивністю. У випадку кластерної організації кілька комп'ютерів або вузлів кластера працюють з єдиною базою даних. У випадку відмовлення одного з таких вузлів, що залишилися вузли можуть узяти на себе завдання, що виконувалися на вузлі, що відмовив, не зупиняючи загальний процес роботи з базою даних. Оскільки логічно в кожнім вузлі системи мається образ бази даних, доступ до бази даних буде забезпечуватися доти, поки в системі мається принаймні один справний вузол. Продуктивність системи легко масштабується, тобто додавання додаткових процесорів, обсягів оперативної і дискової пам'яті, і нових вузлів у системі може виконуватися в будь-який час, коли це дійсно потрібно.

Рівнобіжні бази даних знаходять широке застосування в системах обробки транзакцій у режимі on-line, системах підтримки прийняття рішень і часто використовуються при роботі з критично важливими для роботи підприємств і організацій додатками, що експлуатуються по 24 години на добу.

Контрольні питання:

1. Дайте визначення інформатика.

2. Дайте визначення інформації.

3. Опишіть основні етапи розвитку обчислювальної техніки.

4. Про кваліфікуйте обчислювальну техніку.

Література:

Фігурнов В.Є. ІВМ РС для користувача – М.: Фінанси та статістіка, 1996

Тема: Склад, архітектоніка й функціонування ПК, обчислювальних систем і мереж.

1. Структурна схема ПК. Взаємодія основних блоків у процесі роботи.

2. Визначення й функції процесора, пам'яті, шини, устроїв вводу-висновку ПК.

3. Периферійні устрої ПК. Устаткування для роботи з мультимедіа й телекомунікаціями.

Мета вивчення: Вивчити структуру обчислювальної техніки, розглянути основні переферійні пристрої