Инструментальные средства информационных систем

Более полувека тому назад Норберт Винер опубликовал книгу "Кибернетика, или управление и связь в животном и машине", возвестившую о становлении новой науки -кибернетики, в которой информационно-управленческая связь в явлениях материального мира выступает как его фундаментальное свойство. Это понимание дало мощный толчок развитию вычислительных систем и их применению во многих отраслях знания и бизнеса.

В последней четверти ХХ века промышленные ЭВМ, а затем персональные компьютеры стали аппаратно-вычислительной основой создания многофункциональных управляющих и информационных систем. В таблице

СЛАЙД7

приведены параметры электронно-вычислительных устройств разных поколений.

Таблица 2.4.
Поколение	Элементная база	Быстродействие	Программное обеспечение	Применение	Примеры
1-е (1946-1959)	Электронные лампы	10-20 тыс. операций/сек	Машинные языки	Расчетные задачи	ЭНИАК (США), МЭСМ (СССР), УРАЛ (СССР)
2-е (1960-1969)	Полупроводники	100-500 тыс. операций/сек	Алгоритмические языки, диспетчерские системы, пакетный режим	Инженерные, научные, экономические задачи	IВМ 701 (США), БЭСМ-6, БЭСМ-4 (СССР), Минск-22 (СССР)
3-е (1970-1979)	Интегральные микросхемы	Порядка 1 млн. операций/сек	Операционные системы, режим разделения времени	АСУ, САПР, научно-технические задачи	IBM 360 (США), ЕС 1030, 1060 (СССР)
4-е (1980 - наст. время)	СБИС, микропроцессоры	Десятки и сотни млн. операций/сек	Базы и банки данных	Управление, коммуникации, АРМ, обработка текстов, графика	ПЭВМ, серверы

Развитие инструментальных средств обработки информации

Суперкомпьютеры и кластеры

Первые экземпляры суперкомпьютеров были достаточно громоздкими. Успехи микроэлектроники и нанотехнологий позволили уменьшить суперкомпьютер до нескольких небольших "шкафов", находящихся в одной комнате средних размеров.

Современный суперкомпьютер - это мощный компьютер с производительностью несколько миллиардов операций с плавающей точкой в секунду. Суперкомпьютер представляет собой многопроцессорный и/или многомашинный комплекс, работающий на общую память и общее поле внешних устройств.

Чаще всего авторство термина приписывается Д. Мишелю и С. Фернбачу, в конце 60-х годов XX века работавшим в Ливерморской национальной лаборатории и компании Control Data Corporation.

СЛАЙД8

Рис. 2.8. Cray-2 - самый быстрый компьютер 90-х годов ХХ века

Термин "суперкомпьютер" вошел в общеупотребительный лексикон благодаря распространенности компьютерных систем американца Сеймура Крея - Control Data 6600, Control Data 7600, Cray-1, Cray-2, Cray-3 и Cray-4. Крей разрабатывал вычислительные машины, которые, по сути, становились основными вычислительными средствами правительственных, промышленных и академических научно-технических проектов США с середины 60-х годов до 1996 года.

Неслучайно в то время одним из популярных определений суперкомпьютера было следующее: "любой компьютер, который создал Сеймур Крей". Сам Крей никогда не называл свои детища суперкомпьютерами, предпочитая использовать вместо этого обычное название "компьютер".

На сегодняшний день суперкомпьютеры являются уникальными системами, создаваемыми "традиционными" лидерами компьютерного рынка, такими как IBM, Hewlett-Packard, NEC и другими, которые приобрели множество ранних компаний, вместе с их опытом и технологиями. Компания Cray Inc. по прежнему занимает достойное место в ряду производителей суперкомпьютерной техники.

Большинство суперкомпьютеров 70-х годов ХХ века оснащались векторными процессорами, К началу и середине 1980-х небольшое число (от 4 до 16) параллельно работающих векторных процессоров практически стало стандартным суперкомпьютерным решением.

Типичный векторный компьютер включает в себя скалярный процессор целочисленной арифметики, функциональные блоки сложения и умножения чисел с плавающей точкой, векторный процессор и общую память. Это компьютеры, построенные по технологии "разделяемая память - один поток управления - много потоков данных" ("Shared Memory - Single Instruction - Multi Data").