Все про компьютеры: Устройство компьютера: из чего состоит ПК

Что такое компьютер? (What is a Computer?)

Lesson 1: Что такое компьютер? (What is a Computer?)

Что такое компьютер?

Компьютер представляет собой электронное устройство, которое работает с информацией и данными. Он может хранить, извлекать и обрабатывать данные. Вы уже знаете, что с помощью компьютера можно печатать документы, отправлять электронную почту, играть в компьютерные игры и просматривать веб-страницы. Вы можете также редактировать или создавать электронные таблицы, презентации и даже видео.

В предоставленном ниже видео вы узнаете дополнительную информацию о различных типах компьютеров:

Аппаратное обеспечение и программное обеспечение

Прежде чем говорить о различных видах компьютеров, давайте поговорим о двух взаимосвязанных составляющих всех компьютеров: это аппаратное обеспечение и программное обеспечение.

  • Аппаратное обеспечение — это та часть вашего компьютера, которая имеет устройства, такие как клавиатура или мышь. Она также включает в себя все внутренние компоненты компьютера, которые вы можете увидеть на изображении ниже.
  • Программным обеспечением является набор команд, которые управляют работой аппаратного обеспечения. Примерами программного обеспечения являются веб-браузеры, текстовые процессоры и игры. Ниже на изображении вы можете видеть программу Microsoft PowerPoint, которая используется для создания презентаций.

Все, что вы делаете на компьютере напрямую связано с аппаратным и программным обеспечением. Например, прямо сейчас вы просматриваете этот урок в веббраузере (программное обеспечение), а с помощью мыши (аппаратное обеспечение) вы щелкаете с одной страницы на другую. Сталкиваясь с разными типами компьютеров, вы будете замечать различия между ними. По мере прохождения этого обучающего курса вы узнаете, что разные типы компьютеров часто используют разное программное обеспечение.

Какие бывают типы компьютеров?

Когда большинство людей слышат слово компьютер, они представляют персональный компьютер, а именно настольный компьютер или ноутбук. Тем не менее, компьютеры бывают любых форм и размеров и они выполняют множество различных функций в нашей повседневной жизни. Всякий раз, когда вы снимаете наличные в банкомате, сканируете продукты в магазине или делает вычисления на калькуляторе, вы пользуетесь определенным типом компьютера.

Настольные компьютеры

Многие люди используют настольные компьютеры на работе, дома и в школе. Настольные компьютеры предназначены для размещения на столе и, как правило, они состоят из нескольких составных частей, таких как корпус компьютера, монитор, клавиатура и мышь.

Портативные компьютеры

Вторым типом компьютера, с которым вы, скорее всего, знакомы, является портативный компьютер, или по-другому его обычно называют ноутбук. Ноутбуки с батарейным питанием компьютеров являются гораздо компактнее настольных компьютеров, что позволяет использовать их практически в любом месте.

Планшетные компьютеры

Планшетные компьютеры или планшеты — это карманные компьютеры, которые еще более компактны, чем ноутбуки. Вместо клавиатуры и мыши, в планшетах встроен сенсорный экран для ввода данных и управления устройством. iPad является примером планшетного компьютера.

Сервер

Сервер представляет собой компьютер, который передает информацию на другие компьютеры в сети. Например, каждый раз, когда вы находитесь в Интернете, вы смотрите на контент, который хранится на сервере. Многие компании используют также локальные серверы для хранения и обмена файлами внутри локальной сети.

Другие типы компьютеров

Большинство современных электронных устройств являются специализированными компьютерами, хотя мы не всегда воспринимаем их как компьютеры. Вот несколько распространенных примеров:

  • Смартфоны: многие мобильные телефоны могут выполнять очень много тех же функций, что и компьютеры, а именно работать в Интернете и играть в компьютерные игры. Такие устройства часто называют смартфонами.
  • Переносные устройства: переносные устройства представляет собой группу устройств, таких как: приборы для фитнеса, устройства слежения и умные часы – все они предназначены для ношения в течение всего дня. Эти устройства обычно применяются для кратковременного ношения.
  • Игровые приставки: игровая приставка представляет собой специализированный тип компьютера, который используется для воспроизведения видео игр на экране телевизора.
  • Телевизоры: Многие телевизоры теперь включают в себя приложения, которые позволяют получать доступ к онлайн-ресурсам. Например, вы можете транслировать видео из Интернета прямо на экране телевизора.

ПК и Maк

Персональные компьютеры бывают двух основных типов: ПК и Мак. Оба полностью функциональные, но с разным внешним видом и большинство людей отдает предпочтение одному из двух.

ПК

Первоначально этот компьютер назывался IBM PC, который впервые был выпущен в 1981 году. Со временем другие компании начали выпускать аналогичные компьютеры, которые назывались IBM PC-совместимый компьютер (сокращенно ПК). На сегодняшний день это самый распространенный тип персонального компьютера и нем используется операционная система Microsoft Windows.

Maк

Компьютер Mакинтош начали выпускать в 1984 году и это был первый персональный компьютер с графическим пользовательским интерфейсом или GUI. Все компьютеры Mac разработаны одной компанией (Apple) и в них почти всегда используются операционная система Mac OS X.



Continue

Return to Playlist: русский


Next:Начало работы с первы (Getting Started with Your First Computer)

/en/tr_ru-misc/-getting-started-with-your-first-computer/content/

Процессор (CPU) — Как выбрать компьютер, ноутбук, нетбук, комлектующих, деталей, описание, статьи, советы и рекомендации

Компьютер и мобильные компьютеры, описание, выбор‎ > ‎Описание строения ПК и характеристик его компонентов‎ > ‎

    

Центральный процессор(CPU) – это ядро компьютера, так сказать
основной его мозг, тот компонент, который выполняет основную массу работы
компьютера. Называют оббычно просто процессором, а иногда из-за его кремневой основы «камнем».
    
    Процессоры развиваются уже довольно давно и быстро, в
магазинах, сейчас уже большую часть из них и не встретить. В виду быстрого
развития, естественно появилось множество моделей и технологий, разбирать их
полностью очень большая тема, так что попробую описать вкратце.

    Описание процессоров часто пестрит различными технологиями,
как например набором инструкций, например, семейство MMX, семейство SSE,
семейство 3DNow! и т.д. Собственно данные наборы
инструкций интересны скорее программистам, и большинство (необходимое)
присутствует на сегодняшний день в процессорах. Также часто можно увидеть
некоторую рекламу архитектуры (в основном не полную), такую как 32bit или 64bit,
это различные архитектурные решения обозначающие, то что процессор может
работать с 32bit или 64bit данными, но на данный момент 64bit поддерживают все
процессоры на рынке (так что не много значения это имеет), к сожалению не всё ПО пока адаптировано, но это дело
времени.  

    Вообще для процессора основными параметрами можно назвать:
тактовую частоту, архитектуру, производительность, количество ядер,
используемый техпроцесс, энергопотребление, объем кэшей .

    Тактовая частота – вообще для большинства людей не связанных
с производством компьютерной техники, это просто некая статичная цифра, которая
в некоторых случаях может указать на производительность, чем больше тем
быстрее, но чем выше этот параметр, тем, как правило, выше тепловыделение (что
в свою очередь может стать проблемой, но только в случае если тепла очень много
выделяется), и стоит отметить, что в «голом» виде этот параметр мало что показывает, более важна архитектура, количество ядер и т.д., именно по этому для процессоров введен параметр производительности, к сожалению, узнать его в магазине или увидеть на ценнике почти не реально.

           Архитектура – архитектур много и чтобы разбираться в них нужно обладать не дюжими знаниями, но если вкратце, это внутренняя структура центрального процессора.
    Производительность – некоторый параметр обозначающий конечную производительность центрального процессора, встретить можно разве что
в Интернете, консультанты зачастую просто не знают этот параметр, хотя он более
точно показывает на сколько мощный процессор. Измеряется во флоп(FLOP),
ввиду большого значения чаще можно увидеть производительность в террафлопc, хотя эта мера производительности является далеко не идеальной.
    Количество ядер – на данный момент, большинство процессоров являются многоядерными, от 2 до 6 ядер в процессоре, а со временем их будет только больше. Но одно лишь количество ядер не обуславливает повышение производительности ЦПУ, например, 2-х ядерные процессоры Intel успешно соперничают и могут обгонять в производительности 4-х или даже 6-ти ядерные процессоры AMD.

    Используемый техпроцесс – фактически это цифра показывает размеры элемента процессора (транзистора), польза от этой информации такова, при
снижении техпроцесса увеличивается конечная производительность процессора (т. к.
банально транзисторов больше), а так же, как правило, снижается энергопотребление
и соответственно тепловыделение. Ну и конечно чем меньше тех процесс, тем
процессор новее.

    Энергопотребление – параметр процессора, показывающий как
энергопотребление (в Ваттах) так и тепловыделение, оба эти параметра важны! Энергопотребление
нужно знать, чтобы рассчитать необходимую мощность для блока питания, как
правило, это 60-100Вт, для настольных систем, для ноутбуков параметр ниже, но
лучше уж проконсультироваться у продавца, чем самому считать. Тепловыделение
необходимо больше для производителей систем охлаждения, вам же если
понадобиться купить новую систему охлаждения, можно просто поинтересоваться
подходит ли она для данного процессора.

    Объем кэшей – вообще это важный параметр, но не
редко он даже продавцам не о чем не говорит, фактически это внутренняя память
процессора, вас она не должна беспокить. Вообще существует несколько видов кэша,
кэш 1-го уровня (Level 1 Cache), а также 2-го уровня и 3-го (в будущем
наверняка будет больше), сокращенно пишутся L1 Cache, и соответственно L2, L3.

Рассмотрим записи процессоров из прайса:

AMD Phenom II
X6 1090T 3.2 GHz 9Mb Socket-AM3 BOX

AMD — Производитель
Phenom II X6 – модельный ряд, в данном случае X6 показывает кол-во ядер
1090T – фактически модель
3.2 GHz – тактовая частота
9Mb – объем кэша 2-го уровня (L2)
Socket-AM3 – показывает под какой слот выполнен процессор
BOX – коробочная версия, вместе с процессором в коробке находится кулер (система охлаждения

AMD Phenom
II X6 1100T 3.3 GHz 9Mb Socket-AM3  OEM

Все тоже самое, OEM – показывает, что это вариант для
сборщиков компьютеров, т.е. не коробочная версия и кулер к ней не прилагается.

Intel Core
i5-2300 2.8GHz  6Mb 2xDDR3-1333 LGA1155  OEM

Intel – Производитель
Core i5 – модельный ряд

2300 – Модель 
2. 8GHz — Тактовая частота 
6Mb – Объем кэша 2-го уровня 
2xDDR3-1333 – Тип используемой памяти и тактовая частота памяти 
LGA1155 — показывает под какой слот выполнен процессор 
OEM — показывает, что это не коробочная версия и кулер к ней не прилагается.

Основные производители:

Intel (ссылка на Wiki)(ссылка на сайт производителя) 
AMD (ссылка на Wiki)(ссылка на сайт производителя) 

компьютер | История, запчасти, сеть, операционные системы и факты

компьютер

Просмотреть все средства массовой информации

Ключевые люди:
Алан Тьюринг
Дэнни Хиллис
Дуглас Энгельбарт
Ив Бехар
Сон Масаёси
Похожие темы:
искусственный интеллект
память компьютера
суперкомпьютер
компьютерная графика
цифровой компьютер

Просмотреть весь соответствующий контент →

Популярные вопросы

Что такое компьютер?

Компьютер — это машина, которая может хранить и обрабатывать информацию. Большинство компьютеров полагаются на двоичную систему, в которой используются две переменные, 0 и 1, для выполнения таких задач, как хранение данных, расчет алгоритмов и отображение информации. Компьютеры бывают разных форм и размеров, от карманных смартфонов до суперкомпьютеров весом более 300 тонн.

Кто изобрел компьютер?

Многим людям на протяжении всей истории приписывают разработку ранних прототипов, которые привели к созданию современного компьютера. Во время Второй мировой войны физик Джон Мочли, инженер Дж. Преспер Эккерт-младший и их коллеги из Пенсильванского университета разработали первый программируемый электронный цифровой компьютер общего назначения, Электронный числовой интегратор и компьютер (ENIAC).

Какой самый мощный компьютер в мире?

По состоянию на ноябрь 2021 года самым мощным компьютером в мире является японский суперкомпьютер Fugaku, разработанный компаниями RIKEN и Fujitsu. Он использовался для моделирования симуляций COVID-19.

Как работают языки программирования?

Популярные современные языки программирования, такие как JavaScript и Python, работают с несколькими формами парадигм программирования. Функциональное программирование, использующее математические функции для получения выходных данных на основе входных данных, является одним из наиболее распространенных способов использования кода для предоставления инструкций компьютеру.

Что могут компьютеры?

Самые мощные компьютеры могут выполнять чрезвычайно сложные задачи, такие как моделирование экспериментов с ядерным оружием и прогнозирование развития изменения климата. Развитие квантовых компьютеров, машин, которые могут выполнять большое количество вычислений посредством квантового параллелизма (полученного из суперпозиции), сможет выполнять еще более сложные задачи.

Обладают ли компьютеры сознанием?

Способность компьютера обретать сознание является широко обсуждаемой темой. Некоторые утверждают, что сознание зависит от самосознания и способности мыслить, а это означает, что компьютеры обладают сознанием, потому что они распознают свое окружение и могут обрабатывать данные. Другие считают, что человеческое сознание никогда не может быть воспроизведено физическими процессами. Прочитайте точку зрения одного исследователя.

Как компьютерный искусственный интеллект (ИИ) влияет на общество?

Влияние компьютерного искусственного интеллекта на общество широко обсуждается. Многие утверждают, что ИИ улучшает качество повседневной жизни, выполняя рутинные и даже сложные задачи лучше, чем люди, делая жизнь проще, безопаснее и эффективнее. Другие утверждают, что ИИ создает опасные риски для конфиденциальности, усугубляет расизм, стандартизируя людей, и лишает рабочих работы, что приводит к росту безработицы. Чтобы узнать больше о дебатах об искусственном интеллекте, посетите ProCon.org.

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

компьютер , устройство для обработки, хранения и отображения информации.

Компьютер когда-то означал человека, который занимался вычислениями, но теперь этот термин почти повсеместно относится к автоматизированному электронному оборудованию. Первый раздел этой статьи посвящен современным цифровым электронным компьютерам, их конструкции, составным частям и приложениям. Второй раздел посвящен истории вычислительной техники. Подробную информацию об архитектуре компьютера, программном обеспечении и теории см. на стр. 9.0073 см. информатика.

Основы вычислительной техники

Первые компьютеры использовались в основном для численных расчетов. Однако, поскольку любая информация может быть закодирована в числовом виде, люди вскоре поняли, что компьютеры способны обрабатывать информацию общего назначения. Их способность обрабатывать большие объемы данных расширила диапазон и точность прогнозов погоды. Их скорость позволяет им принимать решения о маршрутизации телефонных соединений через сеть и управлять механическими системами, такими как автомобили, ядерные реакторы и роботизированные хирургические инструменты. Они также достаточно дешевы, чтобы их можно было встроить в бытовые приборы и сделать сушилки для белья и рисоварки «умными». Компьютеры позволили нам ставить вопросы и отвечать на них, на которые раньше нельзя было ответить. Эти вопросы могут касаться последовательностей ДНК в генах, моделей поведения на потребительском рынке или всех случаев употребления слова в текстах, хранящихся в базе данных. Все чаще компьютеры также могут обучаться и адаптироваться во время работы.

Компьютеры также имеют ограничения, некоторые из которых являются теоретическими. Например, существуют неразрешимые утверждения, истинность которых не может быть определена в рамках заданного набора правил, таких как логическая структура компьютера. Поскольку не может существовать универсального алгоритмического метода для определения таких утверждений, компьютер, которому нужно получить истинность такого утверждения, будет (если его принудительно не прервать) продолжать работу бесконечно — это состояние известно как «проблема остановки». ( См. Машина Тьюринга.) Другие ограничения отражают современные технологии. Человеческий разум способен распознавать пространственные структуры — например, легко различать человеческие лица, — но это сложная задача для компьютеров, которые должны обрабатывать информацию последовательно, а не схватывать детали в целом с первого взгляда. Еще одна проблемная область для компьютеров связана с взаимодействием на естественном языке. Поскольку в обычном человеческом общении предполагается так много общих знаний и контекстуальной информации, исследователям еще предстоит решить проблему предоставления релевантной информации программам на естественном языке общего назначения.

Викторина «Британника»

Гаджеты и технологии: правда или вымысел?

Виртуальная реальность используется только в игрушках? Использовались ли когда-нибудь роботы в бою? От компьютерных клавиатур до флэш-памяти — узнайте о гаджетах и ​​технологиях в этой викторине.

Аналоговые компьютеры используют непрерывные физические величины для представления количественной информации. Сначала они представляли величины механическими компонентами ( см. дифференциальный анализатор и интегратор), но после Второй мировой войны стали использовать напряжения; к 19Цифровые компьютеры 60-х годов в значительной степени заменили их. Тем не менее аналоговые компьютеры и некоторые гибридные цифро-аналоговые системы продолжали использоваться в течение 1960-х годов для таких задач, как моделирование самолетов и космических полетов.

Одним из преимуществ аналоговых вычислений является то, что может быть относительно просто спроектировать и построить аналоговый компьютер для решения одной задачи. Другое преимущество заключается в том, что аналоговые компьютеры часто могут представлять и решать проблему в «реальном времени»; то есть вычисления выполняются с той же скоростью, что и моделируемая ими система. Их основные недостатки заключаются в том, что аналоговые представления имеют ограниченную точность — обычно несколько знаков после запятой, но меньше в сложных механизмах, — а устройства общего назначения дороги и не легко программируются.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

В отличие от аналоговых компьютеров, цифровые компьютеры представляют информацию в дискретной форме, как правило, в виде последовательностей нулей и единиц (двоичных цифр или битов). Современная эра цифровых компьютеров началась в конце 1930-х — начале 1940-х годов в США, Великобритании и Германии. В первых устройствах использовались переключатели, управляемые электромагнитами (реле). Их программы хранились на перфоленте или картах, и у них было ограниченное внутреннее хранилище данных. Для исторических событий, см. раздел Изобретение современного компьютера.

В 1950-х и 60-х годах Unisys (производитель компьютера UNIVAC), International Business Machines Corporation (IBM) и другие компании производили большие и дорогие компьютеры все большей мощности. Они использовались крупными корпорациями и государственными исследовательскими лабораториями, как правило, в качестве единственного компьютера в организации. В 1959 году компьютер IBM 1401 сдавался в аренду за 8000 долларов в месяц (ранние машины IBM почти всегда сдавались в аренду, а не продавались), а в 1964 самый большой компьютер IBM S/360 стоил несколько миллионов долларов.

Эти компьютеры стали называть мэйнфреймами, хотя этот термин не стал общепринятым, пока не были построены компьютеры меньшего размера. Мейнфреймы характеризовались наличием (для своего времени) больших объемов памяти, быстрых компонентов и мощных вычислительных возможностей. Они были очень надежны, и, поскольку они часто обслуживали жизненно важные потребности в организации, они иногда разрабатывались с избыточными компонентами, которые позволяли им выдерживать частичные отказы. Поскольку это были сложные системы, ими управлял штат системных программистов, которые одни имели доступ к компьютеру. Другие пользователи отправляли «пакетные задания» для запуска на мэйнфрейме по одному.

Такие системы остаются важными и сегодня, хотя они больше не являются единственным или даже основным центральным вычислительным ресурсом организации, которая обычно имеет сотни или тысячи персональных компьютеров (ПК). В настоящее время мэйнфреймы обеспечивают хранение данных большой емкости для серверов Интернета или, благодаря методам разделения времени, они позволяют сотням или тысячам пользователей одновременно запускать программы. Из-за их текущих ролей эти компьютеры теперь называются серверами, а не мейнфреймами.

суперкомпьютер | Определение, характеристики, примеры и факты

Cray-1

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:
Сеймур Крей
Фред Брукс
Фрэнсис Э. Аллен
Похожие темы:
компьютер

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

суперкомпьютер , любой из класса чрезвычайно мощных компьютеров. Этот термин обычно применяется к самым быстрым высокопроизводительным системам, доступным в любой момент времени. Такие ЭВМ использовались в основном для научных и инженерных работ, требующих чрезвычайно высокой скорости вычислений. Общие приложения для суперкомпьютеров включают тестирование математических моделей для сложных физических явлений или конструкций, таких как климат и погода, эволюция космоса, ядерное оружие и реакторы, новые химические соединения (особенно для фармацевтических целей) и криптология. Поскольку стоимость суперкомпьютеров снизилась в 19 в.В 90-е годы все больше предприятий начали использовать суперкомпьютеры для исследования рынка и других бизнес-моделей.

Отличительные признаки

Суперкомпьютеры имеют определенные отличительные особенности. В отличие от обычных компьютеров, они обычно имеют более одного ЦП (центрального процессора), который содержит схемы для интерпретации программных инструкций и выполнения арифметических и логических операций в правильной последовательности. Использование нескольких процессоров для достижения высокой скорости вычислений обусловлено физическими ограничениями схемотехники. Электронные сигналы не могут двигаться быстрее скорости света, что, таким образом, является фундаментальным ограничением скорости для передачи сигналов и коммутации цепей. Этот предел почти достигнут благодаря миниатюризации компонентов схем, резкому сокращению длины проводов, соединяющих печатные платы, и инновациям в методах охлаждения (например, в различных суперкомпьютерных системах схемы процессора и памяти погружаются в криогенную жидкость для достижения низкие температуры, при которых они работают быстрее всего). Для поддержки чрезвычайно высокой вычислительной скорости ЦП требуется быстрое извлечение сохраненных данных и инструкций. Поэтому большинство суперкомпьютеров обладают очень большой емкостью памяти, а также очень быстрыми возможностями ввода/вывода.

Викторина «Британника»

Викторина «Компьютеры и технологии»

Компьютеры размещают веб-сайты, состоящие из HTML, и отправляют текстовые сообщения, такие простые, как… LOL. Взломайте эту викторину, и пусть какая-то технология подсчитает ваш результат и раскроет вам ее содержание.

Еще одной отличительной чертой суперкомпьютеров является использование ими векторной арифметики, то есть они способны работать с парами списков чисел, а не просто с парами чисел. Например, типичный суперкомпьютер может умножить список почасовых ставок заработной платы для группы фабричных рабочих на список часов, отработанных членами этой группы, чтобы получить список долларов, заработанных каждым рабочим примерно за то же время, что и обычный компьютер для подсчета суммы, заработанной всего одним работником.

Суперкомпьютеры изначально использовались в приложениях, связанных с национальной безопасностью, включая разработку ядерного оружия и криптографию. Сегодня они также обычно используются в аэрокосмической, нефтяной и автомобильной промышленности. Кроме того, суперкомпьютеры нашли широкое применение в областях, связанных с инженерными или научными исследованиями, как, например, при изучении строения субатомных частиц, происхождения и природы Вселенной. Суперкомпьютеры стали незаменимым инструментом в прогнозировании погоды: предсказания теперь основаны на численных моделях. По мере снижения стоимости суперкомпьютеров их использование распространилось на мир онлайн-игр. В частности, китайские суперкомпьютеры с 5-го по 10-е место в 2007 году принадлежали компании, владеющей онлайн-правами в Китае на электронную игру 9.0073 World of Warcraft , в котором иногда участвовало более миллиона человек, играющих вместе в одном игровом мире.

Историческое развитие

Хотя первые суперкомпьютеры создавались разными компаниями, один человек, Сеймур Крей, действительно определил продукт почти с самого начала. Крей присоединился к компьютерной компании под названием Engineering Research Associates (ERA) в 1951 году. Когда ERA была поглощена Remington Rand, Inc. (которая позже объединилась с другими компаниями, чтобы стать Unisys Corporation), Крей ушел вместе с основателем ERA Уильямом Норрисом, чтобы начать Control Data Corporation (CDC) в 1957. К тому времени линейка компьютеров Remington Rand UNIVAC и IBM разделили большую часть рынка компьютеров для бизнеса, и вместо того, чтобы бросить вызов их разветвленным структурам продаж и поддержки, CDC стремился захватить небольшой, но прибыльный рынок быстрых научных компьютеров. CDC 1604, разработанный Cray, был одним из первых компьютеров, в которых электронные лампы были заменены транзисторами, и был весьма популярен в научных лабораториях. IBM отреагировала созданием собственного научного компьютера IBM 7030, широко известного как Stretch, в 1919 году.61. Однако IBM, которая медленно внедряла транзистор, нашла мало покупателей для своего лампово-транзисторного гибрида, независимо от его скорости, и временно ушла из области суперкомпьютеров после ошеломляющих для того времени убытков в 20 миллионов долларов. В 1964 году Cray CDC 6600 заменил Stretch как самый быстрый компьютер на Земле; он мог выполнять три миллиона операций с плавающей запятой в секунду (FLOPS), и вскоре для его описания был придуман термин суперкомпьютер .

Крэй покинул CDC, чтобы основать Cray Research, Inc., в 1972 и снова перешел в 1989 году, чтобы сформировать Cray Computer Corporation. Каждый раз, когда он уходил, его бывшая компания продолжала производить суперкомпьютеры на основе его разработок.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Крей принимал активное участие во всех аспектах создания компьютеров, которые производили его компании. В частности, он был гением в плотной упаковке электронных компонентов, из которых состоит компьютер. Благодаря умному замыслу он сократил расстояние, которое должны были пройти сигналы, тем самым ускорив работу машин. Он всегда стремился создать самый быстрый из возможных компьютеров для научного рынка, всегда программировался на предпочитаемом научном языке программирования (ФОРТРАН) и всегда оптимизировал машины для сложных научных приложений, например, дифференциальных уравнений, матричных манипуляций, гидродинамики, сейсмического анализа. и линейное программирование.

Среди новаторских достижений Cray был Cray-1, представленный в 1976 году, который стал первой успешной реализацией векторной обработки (это означает, что, как обсуждалось выше, он мог работать с парами списков чисел, а не просто с парами чисел). Крей также был одним из пионеров разделения сложных вычислений между несколькими процессорами, дизайн, известный как «многопроцессорность». Одной из первых машин, использующих многопроцессорность, была Cray X-MP, представленная в 1982 году, которая соединяла два компьютера Cray-1 параллельно, чтобы утроить их индивидуальную производительность. В 1985 Cray-2, четырехпроцессорный компьютер, стал первой машиной, которая превысила миллиард FLOPS.

В то время как Крей использовал дорогие современные специализированные процессоры и системы жидкостного иммерсионного охлаждения для достижения своих рекордов скорости, вот-вот должен был появиться новый революционный подход. У. Дэниела Хиллиса, аспиранта Массачусетского технологического института, возникла замечательная новая идея о том, как преодолеть узкое место, возникающее из-за того, что центральный процессор управляет вычислениями между всеми процессорами. Хиллис понял, что может устранить узкое место, отказавшись от всеконтролирующего ЦП в пользу децентрализованного или распределенного управления. В 1983 Хиллис стал одним из основателей Thinking Machines Corporation для разработки, создания и продажи таких многопроцессорных компьютеров. В 1985 году была представлена ​​​​первая из его соединительных машин, CM-1 (быстро замененная ее более коммерческим преемником, CM-2). В CM-1 использовалось 65 536 недорогих однобитных процессоров, сгруппированных по 16 на чип (всего 4096 чипов), что позволяло выполнять некоторые вычисления в несколько миллиардов FLOPS, что примерно сравнимо с самым быстрым суперкомпьютером Cray.

Первоначально Хиллис был вдохновлен тем, как мозг использует сложную сеть простых нейронов (нейронную сеть) для выполнения высокоуровневых вычислений. Фактически, первоначальная цель этих машин заключалась в решении проблемы искусственного интеллекта — распознавании лиц. Назначив каждый пиксель изображения отдельному процессору, Хиллис распределил вычислительную нагрузку, но при этом возникла проблема связи между процессорами. Топология сети, которую он разработал для облегчения взаимодействия между процессорами, представляла собой 12-мерный «гиперкуб», то есть каждый чип был напрямую связан с 12 другими чипами. Эти машины быстро стали известны как массивно-параллельные компьютеры. Машины Хиллиса не только открыли путь для новых многопроцессорных архитектур, но и показали, как можно использовать обычные или общедоступные процессоры для достижения суперкомпьютерных результатов.

Другим распространенным приложением искусственного интеллекта для многопроцессорной обработки были шахматы. Например, в 1988 году компания HiTech, построенная в Университете Карнеги-Меллона в Питтсбурге, штат Пенсильвания, использовала 64 специализированных процессора (по одному на каждую клетку шахматной доски), чтобы стать первым компьютером, победившим гроссмейстера в матче. В феврале 1996 года Deep Blue от IBM, использующий 192 модифицированных процессора RS/6000, стал первым компьютером, победившим чемпиона мира Гарри Каспарова в «медленной» игре. Затем ему поручили предсказывать погоду в Атланте, штат Джорджия, в течение 19 года.96 летних Олимпийских игр. Его преемник (теперь с 256 специализированными шахматными процессорами) победил Каспарова в ответном матче из шести партий в мае 1997 года.

Однако, как всегда, суперкомпьютеры в основном применялись в военных целях. После подписания Соединенными Штатами в 1996 году Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний потребность в альтернативной программе сертификации стареющих ядерных арсеналов страны побудила Министерство энергетики профинансировать Инициативу ускоренных стратегических вычислений (ASCI). Цель проекта заключалась в том, чтобы к 2004 году создать компьютер, способный моделировать ядерные испытания, — для этого требовался компьютер, способный выполнять 100 триллионов флопс (100 терафлопс; самым быстрым из существующих компьютеров в то время был Cray T3E, способный производить 150 миллиардов флопс). ). ASCI Red, построенный в Sandia National Laboratories в Альбукерке, штат Нью-Мексико, совместно с корпорацией Intel, был первым, достигшим скорости 1 TFLOPS. Использование 9072 стандартных процессора Pentium Pro, в декабре 1996 г. он достиг 1,8 терафлопс и был полностью готов к июню 1997 г.

В то время как в Соединенных Штатах преобладал многопроцессорный подход, в Японии корпорация NEC вернулась к более старому подходу к индивидуальному проектированию компьютерного чипа — для своего Earth Simulator, который удивил многих ученых-компьютерщиков, заняв первое место в рейтинге TOP500 по скорости суперкомпьютера в отрасли. список в 2002 году. Однако он удерживал эту позицию недолго, так как в 2004 году был выпущен прототип IBM Blue Gene / L с 8,192 узла обработки, достигли скорости около 36 TFLOPS, что чуть превышает скорость Симулятора Земли. После двух удвоений количества процессоров ASCI Blue Gene/L, установленный в 2005 году в Sandia National Laboratories в Ливерморе, Калифорния, стал первой машиной, преодолевшей заветную отметку в 100 TFLOPS со скоростью около 135 TFLOPS. Другие машины Blue Gene/L с аналогичной архитектурой занимали многие из первых мест в последовательных списках TOP500. Благодаря регулярным улучшениям ASCI Blue Gene/L в 2007 году достиг скорости, превышающей 500 TFLOPS. Эти суперкомпьютеры IBM также заслуживают внимания благодаря выбору операционной системы, Linux и поддержке IBM в разработке приложений с открытым исходным кодом.

Первый компьютер с производительностью более 1000 TFLOPS, или 1 петафлопс, был построен IBM в 2008 году. Известная как Roadrunner в честь птицы штата Нью-Мексико, машина была впервые протестирована на объектах IBM в Нью-Йорке, где она достигла рубежа, прежде чем разбирается для отправки в Лос-Аламосскую национальную лабораторию в Нью-Мексико. В тестовой версии использовалось 6 948 двухъядерных микрочипов Opteron от Advanced Micro Devices (AMD) и 12 960 процессоров Cell Broadband Engine от IBM (впервые разработанных для использования в видеосистеме Sony Computer Entertainment PlayStation 3). Процессор Cell был разработан специально для выполнения интенсивных математических вычислений, необходимых для обработки механизмов моделирования виртуальной реальности в электронных играх — процесс, весьма аналогичный вычислениям, необходимым научным исследователям для работы со своими математическими моделями.

Посмотрите, как исследователи моделируют трехмерное движение человеческого риновируса с помощью суперкомпьютера IBM Blue Gene Q, чтобы понять, как работает вирус.

Просмотреть все видео к этой статье. впервые провести компьютерное моделирование, основанное на основных принципах физики, а не просто на упрощенных моделях. Это, в свою очередь, открыло перспективы для прорывов в таких областях, как метеорология и глобальный анализ климата, фармацевтический и медицинский дизайн, новые материалы и аэрокосмическая техника.

Imacros | Все права защищены © 2021