Предмет «Архитектура аппаратных средств» Лабораторная работа №4


Практическая работа №4
Изучение многопроцессорных вычислительных систем
Как и большинство других замечательных изобретений человечества, компьютеры были созданы для нужд военных. Сначала это были лишь «быстрые счеты», которые использовались для расшифровки перехваченных сообщений противника. Со временем, когда их  HYPERLINK "http://umk.portal.kemsu.ru/mps/html/node_sl_spisok.htm" \l "VM" вычислительная мощность несколько выросла, стало возможным применение компьютеров в бизнесе и промышленности. С этого момента эволюция компьютерной техники стала подчиняться закону Мура  HYPERLINK "http://umk.portal.kemsu.ru/mps/html/node1.htm" \l "_ftn1" \o "" [1] [63]: «число транзисторов на кристалле (а следовательно, и  HYPERLINK "http://umk.portal.kemsu.ru/mps/html/node_sl_spisok.htm" \l "PROS" производительность компьютеров) удваивается каждые два года» (рис. 1).
Компанию основали Роберт Нойс и Гордон Мур 18 июля 1968 года после того, как ушли из компании Fairchild Semiconductor. К ним вскоре присоединился  HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%BE%D1%83%D0%B2,_%D0%AD%D0%BD%D0%B4%D1%80%D1%8E" \o "Гроув, Эндрю" Энди Гроув, который разработал и внедрил метод корпоративного управления OKR, эффективно используемый сегодня в менеджменте. Бизнес-план компании был распечатан на печатной машинке Робертом Нойсом и занимал всего одну страницу. Представив его финансисту, который ранее помог создать  HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/Fairchild_Semiconductor" \o "Fairchild Semiconductor" Fairchild, Intel получила стартовый кредит в $2,5 млн.
Название Integrated Electronics было предложено Гордоном Муром (сначала компанию предполагалось назвать NM Electronics). Нойс одобрил этот вариант, но предложил представить его в сокращенном виде — Intel. Уже после регистрации компании 16 июля 1968 года выяснилось, что существует компания Intelco. Менять название было невыгодно — об Intel уже многие знали, так что во избежание вероятных судебных разбирательств пришлось выплатить $15 000 за право использования выбранного имени. 
Успех к компании пришёл в 1971, когда Intel начала сотрудничество с японской компанией Busicom. Intel получила заказ на двенадцать специализированных микросхем, но по предложению инженера Тэда Хоффа компания разработала один универсальный микропроцессор Intel 4004. Следующим был разработан Intel 8008.
В 1990-е компания стала крупнейшим производителем процессоров для персональных компьютеров. Серии процессоров  HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/Pentium" \o "Pentium" Pentium и  HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/Celeron" \o "Celeron" Celeron до сих пор[являются распространёнными. Intel внесла существенный вклад в развитие компьютерной техники. Спецификации на множество портов, шин, стандартов, систем команд были разработаны при участии компании Intel или же ей самой. Например, такой тип памяти, как DDR, стал известен благодаря ей, хотя долгое время компания продвигала другой тип памяти — RAMBUS RAM (RDRAM).
Вместе с появлением компьютеров на качественно новый уровень вышли математическое моделирование и автоматическое управление, которые повышали производительность труда, позволяли экономить огромные средства промышленным предприятиям и, тем самым, провоцировали рост экономики. Машиностроение, нефте- и газодобыча, фармакология, проектирование электронных устройств, синтез новых материалов – вот лишь некоторые области, где активно применяются компьютеры на всех стадиях производственного процесса. Возьмем, к примеру, автомобилестроение: сначала автомобиль проектируют с использованием компьютера. Затем с помощью математической модели можно провести некоторые испытания и выяснить, например, аэродинамические характеристики будущего автомобиля, даже не изготовив ни одного прототипа. Затем, когда уже спроектированы все узлы и агрегаты, автомобиль проходит «краш-тест». Раньше требовалось бить об стену десятки дорогих машин, теперь же такие тесты моделируются на компьютере, что позволяет значительно сократить расходы. Ну и наконец, машина попадает на конвейер, который управляется… ну разумеется компьютером. Кстати, не следует забывать о бортовом компьютере автомобиля.

Рис. 1. Закон Мура 
Бизнес приспособил компьютеры для своих целей: корпоративные базы данных и системы принятия решений сделали информацию стратегическим ресурсом, который легко конвертируется в любую валюту мира. Некоторые стали делать деньги непосредственно на компьютерах: их производстве, продаже, обслуживании; некоторые стали зарабатывать на создании программного обеспечения. Не остались в стороне и традиционные бизнесы: где-то компьютер использовался лишь как инструмент, чтобы напечатать документ или подготовить презентацию с диаграммой, а где-то он стал неотъемлемой частью бизнес-процесса, например, в банковском деле, в системах электронных платежей и пр.
Наука, породившая компьютеры, тоже не осталась в проигрыше. Электрофизики, электронщики, специалисты в области дискретной математики и алгоритмов надолго обеспечили себя темами для исследований. Химики, ядерщики, гидро- и аэродинамики получили возможность проводить вычислительные эксперименты, что вывело их работу на качественно новый уровень. Даже гуманитарии стали пользоваться различными переводчиками и электронными словарями. Но больше всех прочих наук выиграли, пожалуй, численные методы. В самом деле, все математическое моделирование, да и практически все другие способы использования компьютера тем или иным способом сводятся к решению различных уравнений и их систем. А здесь выбор наиболее адекватного метода для решения каждой конкретной системы может на несколько порядков сократить необходимое число операций.
Компьютеры прочно вошли в нашу жизнь на всех ее этапах. Но чем больше компьютеры умели делать, тем больше от них требовали. Регулярно уменьшалось время на решение задачи, увеличивалась размерность задачи, усложнялось ПО, что требовало все больших вычислительных ресурсов. Это и стало основой закона роста производительности компьютеров, который так точно описал Мур.
Повышение производительности всегда ведет к повышению стоимости ЭВМ. Тем не менее высокая производительность требуется далеко не всегда. Когда компьютеры из научной фантастики превратились в коммерческий товар, законы рынка потребовали доступной цены, в которую укладывались лишь компьютеры с ограниченной производительностью. Утверждение суперЭВМ в качестве самостоятельного класса вычислительных машин произошло в начале 80-х годов XX столетия. Основными факторами, определяющими их высокую стоимость, являются:
1.      Большие затраты на конструирование, обусловленные сложностью оборудования и относительно малым серийным выпуском.
2.      Высокая стоимость аппаратуры, для создания которой требуются новые технологии, способные обеспечить предельные для нынешнего уровня развития техники показатели. На стоимость аппаратуры влияют также увеличение числа логических элементов, количества выделяемой теплоты в единице объема и другие подобные факторы.
3.      Дорогостоящее программное обеспечение, включающее специальные средства, которые позволяют реализовать потенциально высокое быстродействие систем.
Контрольные вопросы
1. Кто и когда организовал компанию Intel?
2. Основные факторы, определяющие высокую стоимость ЭВМ.
3. Наука породившая компьютеры .
 

HYPERLINK "http://umk.portal.kemsu.ru/mps/html/node1.htm" \l "_ftnref1" \o "" [1] Доктор Гордон Мур является почетным председателем совета директоров корпорации Intel. В 1968 г. он стал одним из основателей фирмы Intel и сначала занимал должность исполнительного вице-президента корпорации. В 1975 г. он стал президентом и главным управляющим Intel и занимал эти должности до 1979 г., когда был избран председателем совета директоров и главным управляющим. Гордон Мур оставался на посту главного управляющего корпорации до 1987 г., а на посту председателя совета директоров - до 1997 г., когда ему было присвоено звание почетного председателя совета директоров.

Приложенные файлы

  • docx arh lab 4
    Размер файла: 71 kB Загрузок: 3