Основные принципы действия и характеристики аппаратного и программного обеспечения современных компьютеров

Содержание

Основные принципы действия и характеристики аппаратного и программного обеспечения современных компьютеров 1

Компьютеры 1

Магистрально-модульный принцип построения компьютера 1

Суперкомпьютеры 3

List for June 2005 3

Процессоры 4

Линии связи 5

Кабели на основе неэкранированной витой пары 7

Волоконно-оптические кабели 7

Хранение данных 8

Дисковые массивы (RAID) 8

В чем отличие NAS от сетей хранилищ данных (SAN)? 10

Программное обеспечение 10

Операционные системы 10

Инструментальные среды проектирования и языки программирования 12

Специализированные пакеты программ 12

Компьютеры

Магистрально-модульный принцип построения компьютера

Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация, структура, ресурсы, т. е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени. Архитектура современных ПК основана на магистрально-модульном принципе.

Модульный принцип позволяет потребителю самому подобрать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости его модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации. Магистраль или системная шина - это набор электронных линий, связывающих воедино по адресации памяти, передачи данных и служебных сигналов процессор, память и периферийные устройства.

Обмен информацией между отдельными устройствами ЭВМ производится по трем многоразрядным шинам, соединяющим все модули, - шине данных, шине адресов и шине управления.

Подключение отдельных модулей компьютера к магистрали на физическом уровне осуществляется с помощью контроллеров, а на программном обеспечивается драйверами. Контроллер принимает сигнал от процессора и дешифрует его, чтобы соответствующее устройство смогло принять этот сигнал и отреагировать на него. За реакцию устройства процессор не отвечает - что функция контроллера. Поэтому внешние устройства ЭВМ заменяемы, и набор таких модулей произволен.

Разрядность шины данных задается разрядностью процессора, т. е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт.

Данные по шине данных могут передаваться как от процессора к какому-либо устройству, так и в обратную сторону, т. е. шина данных является двунаправленной. К основным режимам работы процессора с использованием шины передачи данных можно отнести следующие: запись/чтение данных из оперативной памяти и из внешних запоминающих устройств, чтение данных с устройств ввода, пересылка данных на устройства вывода.

Выбор абонента по обмену данными производит процессор, который формирует код адреса данного устройства, а для ОЗУ - код адреса ячейки памяти. Код адреса передается по адресной шине, причем сигналы передаются в одном направлении, от процессора к устройствам, т. е. эта шина является однонаправленной.

По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией, и сигналы, синхронизирующие взаимодействие устройств, участвующих в обмене информацией.

Внешние устройства к шинам подключаются посредством интерфейса. Под интерфейсом понимают совокупность различных характеристик какого-либо переферийного устройства ПК, определяющих организацию обмена информацией между ним и центральным процессором. В случае несовместимости интерфейсов (например, интерфейс системной шины и интерфейс винчестера) используют контроллеры.

Чтобы устройства, входящие в состав компьютера, могли взаимодействовать с центральным процессором, в IBM-совместимых компьютерах предусмотрена система прерываний (Interrupts). Система прерываний позволяет компьютеру приостановить текущее действие и переключиться на другие в ответ на поступивший запрос, например, на нажатие клавиши на клавиатуре. Ведь с одной стороны, желательно, чтобы компьютер был занят возложенной на него работой, а с другой - необходима его мгновенная реакция на любой требующий внимания запрос. Прерывания обеспечивают немедленную реакцию системы.

Прогресс компьютерных технологий идет семимильными шагами. Каждый год появляются новые процессоры, платы, накопители и прочие периферийные устройства. Рост потенциальных возможностей ПК и появление новых более производительных компонентов неизбежно вызывает желание модернизировать свой компьютер. Однако нельзя в полной мере оценить новые достижения компьютерной технологии без сравнения их с существующими стандартами.

Разработка нового в области ПК всегда базируется на старых стандартах и принципах. Поэтому знание их является основополагающим фактором для (или против) выбора новой системы.

В состав ЭВМ входят следующие компоненты:

центральный процессор (CPU);
оперативная память (memory);
устройства хранения информации (storage devices);
устройства ввода (input devices);
устройства вывода (output devices);
устройства связи (communication devices).

Во всех вычислительных машинах до середины 50-х годов устройства обработки и управления представляли собой отдельные блоки, и только с появлением компьютеров, построенных на транзисторах, удалось объединить их в один блок, названный процессором.

Существует много классификаций компьютеров. Рассмотрим классификацию по функциональному назначению:

Персональные компьютеры
- Карманный ПК (КПК, смартфон)
- Мобильный ПК (лаптоп, ноутбук, таблетПК)
- Настольный ПК
- Рабочая станция, «тонкий клиент»
Серверы
- Настольные, стоечные (серверы-лезвия)
- Файл-серверы, серверы приложений, серверы баз данных
Мэйнфреймы

Представляют собой многопроцессорные системы, содержащие один или несколько центральных и периферийных процессоров с общей памятью, связанных высокоскоростными магистралями передачи данных. Основная вычислительная нагрузка ложится на центральные процессоры, каждый из которых, как правило, оснащается высокопроизводительными векторными сопроцессорами ускорителями операций, а периферийные процессоры обеспечивают работу с сетью и широкой номенклатурой периферийных устройств

Кластеры

Кластерную архитектуру можно определить как комплекс специальным образом соединенных вычислительных машин, который воспринимается единым целым операционной системой, системным программным обеспечением и прикладными программами пользователей. Аппаратурная и программная избыточность комплекса позволяет при обнаружении отказа одного процессора быстро перераспределить работу на другие процессоры внутри кластера. Работа кластерной системы определяется высокоскоростным механизмом связи процессоров и соответствующими системными программными средствами, обеспечивающими пользователей прозрачным доступом к системному сервису.

Мэйнфреймы и кластеры сейчас относят к суперкомпьютерам

Суперкомпьютеры

Суперкомпьютерами называют компьютеры, имеющие гораздо более высокую производительность по сравнению с ПК.

Тактовая частота процессора (количество элементарных логических операций в секунду) является всего лишь косвенной характеристикой производительности, поскольку в некоторых процессорах за счет архитектурных усовершенствований реальные задачи решаются быстрее даже при более низкой тактовой частоте. Поэтому для сравнения реальной производительности компьютеров (и процессоров) ввели другую единицу измерения их вычислительной мощности.

Flops – это количество операций с плавающей точкой в секунду, которое может выполнить компьютер. Операция с плавающей точкой – это полноразрядная арифметическая операция над вещественными числами, обычно берется смесь всех четырех арифметических операций в определенных пропорциях.

Выписка из мирового рейтинга. (Источник:ссылка скрыта)

List for June 2005

R_max and R_peak values are in GFlops.

№	Сайт Страна/год	Марка компьютера/кол-во процессоров Производитель	Rmax Rpeak
1	ссылка скрыта United States/2005	BlueGene/L ссылка скрыта / 65536 IBM	136800 183500
2	ссылка скрыта United States/2005	BGW ссылка скрыта / 40960 IBM	91290 114688
3	ссылка скрыта United States/2004	Columbia ссылка скрыта / 10160 SGI	51870 60960
4	ссылка скрыта Japan/2002	ссылка скрыта / 5120 NEC	35860 40960
5	ссылка скрыта Spain/2005	MareNostrum ссылка скрыта / 4800 IBM	27910 42144

Выписка из рейтинга по СНГ.

Источник: ссылка скрыта

ссылка скрыта

Архитектура

(ссылка скрыта / ссылка скрыта )

Производительность

ссылка скрыта

Разработчик

Москва
ссылка скрыта2004 г.

кластер

552

узлов: 276 (2xPowerPC 970 2.2 GHz 4 GB RAM)
сеть: Myrinet/2xGigabit Ethernet

3052

4857.6

ФГУП "Квант", ИПМ РАН, МСЦ

Минск
ссылка скрыта2004 г.

кластер

576

узлов: 288 (2xOpteron 248 2.2 GHz 4 GB RAM)
сеть: InfiniBand/Gigabit Ethernet/СКИФ-ServNet

2032

2534.4

СКИФ

Москва
ссылка скрыта2004 г.

кластер

160

узлов: 80 (2xOpteron 248 2.2 GHz 4 GB RAM)
сеть: InfiniBand/Gigabit Ethernet/Fast Ethernet

512

704

Hewlett-Packard

Москва
ссылка скрыта2005 г.

кластер

512

узлов: 256 (2xAlpha 21264A 667 MHz 1 GB RAM)
сеть: Myrinet 2000/Fast Ethernet

489.7

784.4

ФГУП "Квант", ИПМ РАН, МСЦ

Ереван
ссылка скрыта2004 г.

кластер

128

узлов: 64 (2xXeon 3 GHz 1 GB RAM)
сеть: Myrinet/Gigabit Ethernet

483.6

783.36

ИПИА НАН РА, ИСП РАН, C.I.Technology

Минск
ссылка скрыта2003 г.

кластер

128

узлов: 64 (2xXeon 2.8 GHz 2 GB RAM)
сеть: SCI/Gigabit Ethernet/СКИФ-ServNet

475.3

716.8

СКИФ

Москва
ссылка скрыта2003 г.

SMP

256

HP SuperDome PA-RISC 750 MHz

438.6

768

Hewlett-Packard

Киев
ссылка скрыта2004 г.

кластер

узлов: 32 (2xItanium 2 1.4 GHz 2 GB RAM)
сеть: SCI/Gigabit Ethernet/Fast Ethernet

278.3

358.4

ИК НАН Украины / ПНВП "ЮСТАР" г. Киев

Челябинск
ссылка скрыта2004 г.

Кластер

узлов: 18 (2xXeon EM64T 3.2 GHz 2 GB RAM)
сеть: Infiniband (PCI-Express)/Gigabit Ethernet

186.8

230.4

Процессоры

Фирмы, разрабатывающие и выпускающие процессоры: Intel, AMD, IBM,VIA, HP, SGI, Apple, Cray, Sun

(Источник:ссылка скрыта)

	Count	Share %	Rmax Sum (GF)	Rpeak Sum (GF)	Procs Sum
Pentium 4 Xeon	175	35	398724	781355	135348
Itanium 2	79	15.8	237385	298675	50668
Xeon EM64T	76	15.2	146050	240167	35214
HP	36	7.2	46156	81888	22560
Opteron	25	5	106337	145971	33568
Power4+	22	4.4	97098	182720	25194
PowerPC 440	16	3.2	364691	469398	169984
Power4	15	3	31092	60736	11552
Cray X1	9	1.8	25482	29250	1944
PowerPC	9	1.8	64377	101901	11636
Power5	8	1.6	35581	47242	6216
Power	7	1.4	23574	35524	26920
Nec	7	1.4	53009	58685	6552
Alpha	5	1	25653	36696	17060
Sparc	5	1	20099	40222	7012
Hitachi SR8000	2	0.4	3362	4090	1320
Pentium 4	2	0.4	4276	11334	1812
Pentium Pro	1	0.2	2379	3207	9632
MIPS	1	0.2	1608	3072	6144
All	500	100 %	1686933	2632133	580336

Линии связи

Пропускная способность (throughput) линии характеризует максимально возможную скорость передачи данных по линии связи. Пропускная способность измеряется в битах в секунду - бит/с

Затухание (attenuation) определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по линии сигнала определенной частоты. Часто при эксплуатации линии заранее известна основная частота передаваемого сигнала, то есть та частота, гармоника которой имеет наибольшую амплитуду и мощность. Поэтому достаточно знать затухание на этой частоте, чтобы приблизительно оценить искажения передаваемых по линии сигналов.

Полоса пропускания (bandwidth) - это непрерывный диапазон частот, для которого отношение амплитуды выходного сигнала ко входному превышает некоторый заранее заданный предел, обычно 0,5. То есть полоса пропускания определяет диапазон частот синусоидального сигнала, при которых этот сигнал передается по линии связи без значительных искажений. ширина полосы пропускания в наибольшей степени влияет на максимально возможную скорость передачи информации по линии связи.

Полоса пропускания зависит от типа линии и ее протяженности. На рис. 2.1 показаны полосы пропускания линий связи различных типов, а также наиболее часто используемые в технике связи частотные диапазоны

Большинство способов кодирования используют изменение какого-либо параметра периодического сигнала - частоты, амплитуды и фазы синусоиды или же знак потенциала последовательности импульсов. Периодический сигнал, параметры которого изменяются, называют несущим сигналом или несущей частотой, если в качестве такого сигнала используется синусоида.

Если сигнал изменяется так, что можно различить только два его состояния, то любое его изменение будет соответствовать наименьшей единице информации - биту. Если же сигнал может иметь более двух различимых состояний, то любое его изменение будет нести несколько бит информации.

Количество изменений информационного параметра несущего периодического сигнала в секунду измеряется в бодах (baud). Пропускная способность линии в битах в секунду в общем случае не совпадает с числом бод. Она может быть как выше, так и ниже числа бод, и это соотношение зависит от способа кодирования.

Если сигнал имеет более двух различимых состояний, то пропускная способность в битах в секунду будет выше, чем число бод. Например, если информационными параметрами являются фаза и амплитуда синусоиды, причем различаются 4 состояния фазы в 0,90,180 и 270 градусов и два значения амплитуды сигнала, то информационный сигнал может иметь 8 различимых состояний. В этом случае модем, работающий со скоростью 2400 бод (с тактовой частотой 2400 Гц) передает информацию со скоростью 7200 бит/с, так как при одном изменении сигнала передается 3 бита информации.

Связь между пропускной способностью линии и ее полосой пропускания

Чем выше частота несущего периодического сигнала, тем больше информации в единицу времени передается по линии и тем выше пропускная способность линии при фиксированном способе физического кодирования. Однако, с другой стороны, с увеличением частоты периодического несущего сигнала увеличивается и ширина спектра этого сигнала, то есть разность между максимальной и минимальной частотами того набора синусоид, которые в сумме дадут выбранную для физического кодирования последовательность сигналов. Линия передает этот спектр синусоид с теми искажениями, которые определяются ее полосой пропускания. Чем больше несоответствие между полосой пропускания линии и шириной спектра передаваемых информационных сигналов, тем больше сигналы искажаются и тем вероятнее ошибки в распознавании информации принимающей стороной, а значит, скорость передачи информации на самом деле оказывается меньше, чем можно было предположить.

Рис 2.1. Полосы пропускания линий связи и популярные частотные диапазоны

Помехоустойчивость линии определяет ее способность уменьшать уровень помех, создаваемых во внешней среде, на внутренних проводниках. Помехоустойчивость линии зависит от типа используемой физической среды, а также от экранирующих и подавляющих помехи средств самой линии. Наименее помехоустойчивыми являются радиолинии, хорошей устойчивостью обладают кабельные линии и отличной - волоконно-оптические линии, малочувствительные ко внешнему электромагнитному излучению.

Кабели на основе неэкранированной витой пары

Медный неэкранированный кабель UTP в зависимости от электрических и механических характеристик разделяется на 5 категорий

Кабели категории 3. Стандарт EIA-568 определил электрические характеристики кабелей категории 3 для частот в диапазоне до 16 МГц, поддерживающих, таким образом, высокоскоростные сетевые приложения. Кабель категории 3 предназначен как для передачи данных, так и для передачи голоса.

Кабели категории 4 представляют собой несколько улучшенный вариант кабелей категории 3. Кабели категории 4 обязаны выдерживать тесты на частоте передачи сигнала 20 МГц и обеспечивать повышенную помехоустойчивость и низкие потери сигнала. Кабели категории 4 хорошо подходят для применения в системах с увеличенными расстояниями (до 135 метров)

Кабели категории 5 были специально разработаны для поддержки высокоскоростных протоколов. Поэтому их характеристики определяются в диапазоне до 100 МГц. Большинство новых высокоскоростных стандартов ориентируются на использование витой пары 5 категории. На этом кабеле работают протоколы со скоростью передачи данных 100 Мбит/с - FDDI (с физическим стандартом TP-PMD), Fast Ethernet, l00VG-AnyLAN, а также более скоростные протоколы - АТМ на скорости 155 Мбит/с, и Gigabit Ethernet на скорости 1000 Мбит/с (вариант Gigabit Ethernet на витой паре категории 5 стал стандартом в июне 1999 г

Кабель на основе экранированной витой пары хорошо защищает передаваемые сигналы от внешних помех, а также меньше излучает электромагнитных колебаний вовне, что защищает, в свою очередь, пользователей сетей от вредного для здоровья излучения. Наличие заземляемого экрана удорожает кабель и усложняет его прокладку, так как требует выполнения качественного заземления. Экранированный кабель применяется только для передач и данных, а голос по нему не передают.

Коаксиальные кабели. Существует большое количество типов коаксиальных кабелей, используемых в сетях различного типа - телефонных, телевизионных и компьютерных.

RG-8 и RG-11 - «толстый» коаксиальный кабель, разработанный для сетей Ethernet l0Base-5. Имеет волновое сопротивление 50 Ом и внешний диаметр 0,5 дюйма (около 12 мм). Этот кабель имеет достаточно толстый внутренний проводник диаметром 2,17 мм, который обеспечивает хорошие механические и электрические характеристики (затухание на частоте 10 МГц - не хуже 18 дБ/км). Зато этот кабель сложно монтировать - он плохо гнется.

RG-58/U, RG-58 A/U и RG-58 C/U - разновидности «тонкого» коаксиального кабеля для сетей Ethernet l0Base-2. Кабель RG-58/U имеет сплошной внутренний проводник, а кабель RG-58 A/U - многожильный. Кабель RG-58 C/U проходит «военную приемку». Все эти разновидности кабеля имеют волновое сопротивление 50 Ом, но обладают худшими механическими и электрическими характеристиками по сравнению с «толстым» коаксиальным кабелем

RG-59 - телевизионный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом.

Волоконно-оптические кабели

Волоконно-оптические кабели состоят из центрального проводника света (сердцевины) - стеклянного волокна, окруженного другим слоем стекла - оболочкой, обладающей меньшим показателем преломления, чем сердцевина. Распространяясь по сердцевине, лучи света не выходят за ее пределы, отражаясь от покрывающего слоя оболочки. В зависимости от распределения показателя преломления и от величины диаметра сердечника различают:

многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления (рис. 2.2, а);
многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления (рис. 2.2,6);
одномодовое волокно (рис. 2.2, в).

Понятие «мода» описывает режим распространения световых лучей во внутреннем сердечнике кабеля. В одномодовом кабеле (Single Mode Fiber, SMF) используется центральный проводник очень малого диаметра, соизмеримого с длиной волны света - от 5 до 10 мкм. При этом практически все лучи света распространяются вдоль оптической оси световода, не отражаясь от внешнего проводника.

Рис. 2.2. Типы оптического кабеля

Полоса пропускания одномодового кабеля очень широкая - до сотен гигагерц на километр. Изготовление тонких качественных волокон для одномодового кабеля представляет сложный технологический процесс, что делает одномодовый кабель достаточно дорогим. Кроме того, в волокно такого маленького диаметра достаточно сложно направить пучок света, не потеряв при этом значительную часть его энергии.

В многомодовых кабелях (Multi Mode Fiber, MMF) используются более широкие внутренние сердечники, которые легче изготовить технологически. В стандартах определены два наиболее употребительных многомодовых кабеля: 62,5/125 мкм и 50/125 мкм, где 62,5 мкм или 50 мкм - это диаметр центрального проводника, а 125 мкм - диаметр внешнего проводника. В многомодовых кабелях во внутреннем проводнике одновременно существует несколько световых лучей, отражающихся от внешнего проводника под разными углами. Угол отражения луча называется модой луча. В многомодовых кабелях с плавным изменением коэффициента преломления режим распространения каждой моды имеет более сложный характер. Многомодовые кабели имеют более узкую полосу пропускания - от 500 до 800 МГц/км. Сужение полосы происходит из-за потерь световой энергии при отражениях, а также из-за интерференции лучей разных мод.

Хранение данных

НОСИТЕЛЬ ДАННЫХ (data medium). Материальный объект или устройство с определенными физическими свойствами, позволяющими использовать его для записи, хранения и считывания данных. В качестве Н. д. в вычислительной технике применяются полупроводниковые кристаллы, магнитные и лазерные диски, магнитные ленты, магнитные карты, перфокарты и перфоленты, а также бумага, используемая для распечатки. Совместно с устройствами, осуществляющими запись данных на Н. д. и их считывание, Н. д. образуют запоминающие устройства (Дрот В.Л., Новиков Ф.А. «Толковый словарь современной компьютерной лексики» )

Привести примеры

Дисковые массивы (RAID)

Соотношение между реальным объемом исходных данных и размером дискового массива

Объём исходных данных (Гигабайт)	Объём дискового массива (Гигабайт)	Коэффициент	СУБД	Аппаратная платформа
300	2,815.1	9.4	DB2	RS/6000 System 403
100	492.4	4.93	DB2	RS/6000 SP2 302
100	420.0	4.2	Teradata	NCR 5100M 5 Node System
100	285.2	2.86	NonStop SQL/MP	Tandem NonStop Himalaya K20000-16
100	643.6	6.44	Oracle7	HP 9000 Enterprise Parallel Server Model EPS30
100	594.0	5.94	Oracle7	Sun Ultra Enterprise 6000
1	8.8	8.8	DB2 for NT	IBM PS 360 S200

Виртуализация хранилищ данных

это агрегирование множества физических устройств хранения данных (таких как JBOD, RAID, или ленточные накопители) с различными протоколами интерфейсов (таких как SCSI, iSCSI или Fibre Channel) в единый виртуальный пул хранения, из которого при необходимости можно производить создание и инициализацию (provisioning) виртуальных томов хранения, предстающих для хост сервера в виде локально подключенных логических устройств. Усовершенствованное решение виртуализации храненилищ данных предоставляет IT администраторам свободу выбора – обеспечивать доступные ресурсы хранения в виртуальном общем пуле в качестве томов SAN и/или NAS.
Сетевые устройства хранения данных (NAS)

В самом простом понимании NAS - это высокопроизводительное оптимизированное устройство хранения данных. К нему можно подключать практически любые типы клиентских устройств без предварительной настройки. Клиентские устройства получают доступ к общему дисковому пространству среды NAS через локальную или глобальную сеть. Поскольку системы NAS полностью настраиваются до передачи клиенту, их часто называют решениями для хранения данных класса "Plug & Play". Это связано с тем, что для организации доступа к NAS не требуется устанавливать ни операционную систему, ни драйверы для каких бы то ни было устройств. После подключения и настройки систем NAS в локальной сети все, что остается сделать, - это назначить пользователям права доступа через специализированный веб-интерфейс управления.

В чем отличие NAS от сетей хранилищ данных (SAN)?

. Сети хранилищ данных (SAN) и NAS, в сущности, решают одну и ту же задачу - организацию сетевого хранилища данных, но в них применяются разные методы, и поэтому они обладают разными преимуществами:

Решения NAS подключаются к локальной сети в считанные минуты и представляют собой оптимизированное пространство для хранения данных, доступное напрямую через корпоративную сеть.
Решения SAN представляют собой практически неограниченный объем неоптимизированных ресурсов для хранения данных. Эти ресурсы подключаются напрямую к серверам с применением специализированной инфраструктуры, настраиваемой под нужды и бюджет конкретного заказчика.

Технология SAN обеспечивает ряд ключевых моментов при организации хранилищ данных, а именно:

высокую степень виртуализации дисковых ресурсов и их высокий уровень абстракции (глобальные файловые системы);
реализацию большого количества важных для централизованного хранения данных технологий (мгновенного копирования, удаленного бессерверного копирования и т.д.);
использование высокоскоростного протокола Fiber Channel для обмена данными между компонентами SAN;
технологию коммутации и арбитражной петли при организации SAN;
низкую латентность соединений;
прозрачность организации и управления;
большие расстояния между узлами сети SAN;
прозрачность доступа к узлам сети.

К технологиям построения хранилищ относятся также средства организации долговременных и оперативных архивов и резервных копий данных. Для относительно небольших и однородных ЦОД возможно использование сетевых систем хранения NAS.

Программное обеспечение

Выделим 4 раздела:

Операционные системы
Инструментальные среды проектирования и языки программирования
Специализированные пакеты программ
Прочее ПО

Операционные системы

Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Это связано с тем, что ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю удобств взаимодействия со всей имеющейся в составе компьютера (или компьютерной сети) аппаратурой и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

Подробную классификацию и описание особенностей практически всех операционных систем можно найти на:

ссылка скрыта

Мы же только упомянем наиболее употребительные семейства ОС:

Семейство операционных систем Windows
Семейство операционных систем Unix
Семейство операционных систем Linux
Семейство операционных систем NetWare
Прочие операционные системы (OS2, Mac OS, BeOS, MS DOS, Cisco IOS и др.)

В настоящее время практически все ОС успешно конкурируют друг с другом, и нет такой ниши, которую они не были в состоянии закрыть. Однако некоторые преимущества позволяют все-таки отдавать предпочтения определенным ОС в определенной сфере. Например, многопроцессорные кластеры создаются под управлением Unix, или Linux. Последняя ОС является свободно распространяемой с открытым кодом, поэтому при ее выборе не последнюю роль играет финансовая сторона дела, а также возможность вносить в нее дополнения силами собственных программистов ( Пример: концерн «МИГ» 2 года назад полностью перевел все свои компьютеры на Linux, после того как правообладатель Windows компания Microsoft пригрозило арестовать его истребители на международной выставке в Германии, за массовое использование пиратских копий своей ОС).

По функциональному признаку ОС различают на:

Встроенные (Embedded) операционные системы (например, Palm OS и Windows CE для КПК, Cisco IOS для коммуникационного оборудования, а последнее время и появилась и встроенная Linux)

Что отличает встроенные системы от «обычных», универсальных вычислительных систем? Прежде всего иной набор основных функций. Как правило, задача встроенной системы – не обработка и хранение информации, а ее получение, первичное накопление и выполнение функций управления. Не являясь самостоятельным устройством и будучи фактически одним из узлов «основного» изделия, встроенная система должна отвечать жестким критериям: высоконадежное, с малым количеством отказов, выполнение основных функций, минимально возможный размер, минимальное и сбалансированное энергопотребление

Операционные системы для ПК

No comment

Операционные системы для серверов

Отличаются от ОС для ПК повышенной функциональностью, производительностью, защищенностью, масштабируемостью, например:

Windows Server 2003

является многозадачной операционной системой, способной централизовано или распределено управлять различными наборами ролей, в зависимости от потребностей пользователей. Некоторые из ролей сервера:

файловый сервер и сервер печати;
веб-сервер и веб-сервер приложений;
почтовый сервер;
сервер терминалов;
сервер удаленного доступа/сервер виртуальной частной сети (VPN);
служба каталогов, система доменных имен (DNS), сервер протокола динамической настройки узлов (DHCP) и служба Windows Internet Naming Service (WINS);
сервер потокового мультимедиа-вещания.

Windows Server 2003 Enterprise Edition доступна для 64-разрядных вычислительных платформ, способных поддерживать 8 процессоров и 64 ГБ оперативной памяти.

Windows Server 2003 Datacenter Edition доступна для 64-разрядных вычислительных платформ, способных поддерживать 32 процессора и 128 ГБ оперативной памяти.

Инструментальные среды проектирования и языки программирования

Этот вопрос будет рассмотрен ниже в сравнительных характеристиках языков программирования (ЯП), здесь же отметим, что каждый ЯП имеет свою среду (как правило их несколько, разработанные фирмами-конкурентами, например: Visual C++ компании Microsoft и С++Builder компании Borland)

Специализированные пакеты программ

Этот вид ПО для инженеров нефтегазового дела представляет наибольший интерес.

Обзор состояния этого ПО можно посмотреть на ссылка скрыта

Здесь же упомянем, что в нефтегазовой отрасли существует стандарт POSC (Petrotechnical Open Software Corporation - международный консорциум по разработке стандартов для прикладного ПО в нефтегазовой отрасли). Следование стандартам POSC обеспечивает сопоставимость, сравнение и интеграцию данных по разведке и добыче (exploration & production) нефти и газа различных компаний. Стандарт POSC поддерживают более 80 компаний - Oracle, Schlumberger, BP, Shell, Landmark Graphics, Chevron, Hewlett-Packard, IBM и др. С этим стандартом можно ознакомиться на : ссылка скрыта

Blog

Основные принципы действия и характеристики аппаратного и программного обеспечения современных компьютеров

Содержание