CLASIFICAREA SISTEMELOR DE CALCUL
În paragraful anterior a fost prezentat un sistem de calcul care are o singura unitate centrala de prelucrare, numit sistem de calcul monoprocesor sau masina de calcul von Neumann; actualmente exista tendin 141i81b ta de cuplare a acestor sisteme în diverse variante arhitecturale, în functie de anumite criterii ce privesc necesitatile de prelucrare si transmitere a datelor, costurile, timpul de raspuns la solicitarile utilizatorilor s.a.
A. Din punct de vedere arhitectural, se poate aprecia ca exista urmatoarele tipuri de sisteme de calcul:
- sisteme de calcul monoprocesor,
- sisteme de calcul multiprocesor,
- sisteme de calcul multicalculator.
Sistemul de calul monoprocesor a fost prezentat anterior.
Arhitectura unui sistem de calcul multiprocesor este redata în figura:
Prin aceasta varianta arhitecturala se asigura o marire a capacitatii de prelucrare, prin executarea în paralel a unor sarcini distincte, concomitent cu echilibrarea si omogenizarea distributiei de sarcini.
Sistemul de calcul multicalculator este un sistem care include cel putin doua calculatoare între care exista o interactiune scazuta, fiecare dintre calculatoarele membre având un grad ridicat de independenta, astfel ca fiecare sistem considera celalalt sistem la nivelul unui dispozitiv periferic de intrare/iesire.
Sistemele multicalculator se împart la rândul lor în doua categorii:
- sisteme izolate;
- sisteme cuplate.
Sistemele de calcul multicalculator izolate sunt alcatuite, de regula, din doua calculatoare între care nu exista nici o conexiune si care au de îndeplinit sarcini distincte: un calculator realizeaza operatiile de introducere a datelor ce sunt supuse prelucrarii memorându-le apoi pe suporturi de memorie externa; dupa prelucrarea datelor - de catre alt calculator - va realiza operatiile de extragere a informatiilor, prin redarea lor într-o forma accesibila utilizatorului, prin intermediul OP; alt calculator realizeaza numai prelucrarea efectiva a datelor provenite de la primul calculator prin suporturile de memorie externa, depunând rezultatele prelucrarii tot pe suporturi de memorie externa transmise primului calculator.
Avantajul utilizarii unui astfel de sistem consta în faptul ca pot fi executate mai multe lucrari în paralel obtinându-se astfel un timp mai redus de prelucrare a datelor.
Sistemele de calcul multicalculator cuplate presupun existenta unor conexiuni între doua sau mai multe calculatoare si utilizarea în comun a unei resurse a sistemului.
În acest sistem unitatile centrale de prelucrare pot executa lucrari diferite fiecare sau pot participa în comun la realizarea unei lucrari, pastrându-se interactiunea numai la nivelul datelor de prelucrat.
Fiecare unitate centrala de prelucrare considera celelalte unitati centrale de prelucrare la nivelul unui dispozitiv periferic de intrare/iesire.
B. Din punct de vedere al marimii, posibilitatilor de prelucrare, pret si viteza de operare, se poate aprecia ca exista urmatoarele sisteme de calcul:
- supercalculatoare;
- sisteme de calcul mainfraim (principale),
- minicalculatoare,
- calculatoare personale (PC),
- palm PC.
Supercalculatoarele sunt sistemele de calcul cele mai complexe, cele mai puternice si cele mai scumpe. În arhitectura acestora se pot distinge pâna la opt unitati centrale de prelucrare. Aceste sisteme sunt utilizate în prelucrari extrem de complexe ale datelor, vizând domenii cum sunt: prognoza vremii, explorari petroliere, conservarea energiei, seismologie, reactoare nucleare, criptografie, simulari în domeniul energiei nucleare, proiectarea aeronavelor etc.
Sistemele de calcul mainframe constituie o categorie aparte, situata între supercalulatoare si minicalculatoare, care opereaza cu viteze foarte ridicate.
Alaturi de un numar de unitati centrale de prelucrare, aceste sisteme întretin unitati principale de intrare, respectiv iesire, care opereaza si ele cu viteze înalte. Sistemele solicita instalatii speciale si proceduri de mentinere în functionare, neputând fi cuplate direct la reteaua electrica, functioneaza de regula non-stop, ceea ce implica un acces controlat la date si un sistem de protectie adecvat.
Acestea sunt utilizate în marile spitale si societati bancare, conducerea marilor afaceri sau alte domenii cu necesitati sporite de prelucrare a datelor.
Minicalculatoarele au cunoscut o dezvoltare începând cu 1960 si sunt folosite pentru executarea unor programe de aplicatii specializate, sunt mai usor de instalat si operat decât sistemele principale, putând fi cuplate direct la reteaua electrica, fara conditii deosebite de mentinere în functiune. Ele sunt utilizate în aplicatii multiutilizator, la masinile cu control numeric, în automatizari industriale, prelucrari de texte, precum si pentru transmisii date între sisteme dispersate geografic datorita facilitatilor oferite în cadrul proceselor de comunicatii.
Arhitectura minicalculatoarelor are o structura compusa din module functionale de baza, interconectate prin una sau mai multe magistrale, structura ce permite flexibilizarea configurarii.
Calculatoare personale (PC) au aparut ca urmare a dezvoltarii tehnicii de calcul si informaticii, cunoscând o rapida dezvoltare si diversificare în etapa actuala, datorita avantajelor deosebite pe care le prezinta în raport cu celelalte categorii de sisteme de calcul.
Dintre principalele caracteristici putem mentiona: structurarea sistemului în jurul unei magistrale, structura modulara realizata dupa criterii functionale si constructive, numar mic de componente pentru implementarea unitatii centrale de prelucrare si a interfetelor cu magistrala, posibilitatea comunicarii sau cuplarii cu alte sisteme de calcul identice sau diferite.
PC-urile sunt sisteme de calcul a caror unitate centrala de prelucrare este implementata cu un microprocesor.
Microprocesoarele sunt circuite integrate monolitice, care implementeaza cea mai mare parte a functiilor unui procesor traditional fiind constituite dintr-o pastila de siliciu (cip), care înglobeaza câteva milioane de tranzistoare. Aceasta se realizeaza pe baza tehnologiei siliciului implantat pe rubin în variante MOS (Metal-Oxid-Semiconductor) ca: PMOS, CMOS, NMOS, HMOS etc. care urmaresc realizarea unei densitati sporite de componente.
Memoria este realizata modular, o parte din modulele de memorie fiind alocate utilizatorului ca zona de lucru (RAM), iar alte module fiind destinate memorarii unor programe din software-ul de baza cu care este echipat calculatorul (ROM); modulele de memorie se prezinta sub forma unor cipuri distincte, având o anumita capacitate de stocare.
Controlerele de acces direct la memorie (DMA) au rolul de a degreva unitatea centrala de prelucrare de urmarirea permanenta a transferurilor de date
realizate între memoria interna si memoria externa, tratata ca dispozitiv periferic de intrare/iesire rapid.
Dispozitivele periferice de intrare/iesire sunt cuplate la magistrala microsistemului prin intermediul interfetelor seriale sau paralele, în functie de modul în care se realizeaza transferul datelor (serial sau paralel), fapt care implica supravegherea permanenta a transferului de catre unitatea centrala de prelucrare.
Palm PC-u1 este un PC de dimensiuni foarte mici care poate fi purtat într-un buzunar. El se poate utiliza ca blocnotes, agenda telefonica, calculator, calendar, ceas desteptator sau chiar editor de texte; modelele mai evoluate pot efectua operatii mai complexe cum sunt crearea de tabele gen procesor de calcul tabelar.
|
