Clasificarea geograficã a retelelor se referã la aria lor de acoperire. În functie
de aceastã arie, se aleg metodele de transmisie si diverse moduri de dispunere a
nodurilor retelei, caracteristicã numitã topologia retelei.
Retelele locale (Local Area Networks - LAN) sunt localizate într-o singurã
clãdire sau într-un campus de cel mult câtiva kilometri. Ele sunt frecvent utilizate
pentru conectarea calculatoarelor personale dintr-o firmã, fabricã, departament sau
institutie de educatie etc. astfel încât sã permitã partajarea resurselor (imprimante,
discuri de retea) si schimbul de informatii. Retelele locale se deosebesc de alte tipuri
de retele prin caracteristici legate de: mãrime, tehnologie de transmisie si topologie.
1) Retelele locale au dimensiuni reduse, în consecintã timpul de transmisie poate fi
prevãzut cu usurintã si nu existã întârzieri mari în transmiterea datelor. Astfel,
administrarea retelei se simplificã.
2) Cea mai frecventã tehnologie de transmisie foloseste un singur cablu la care sunt
atasate toate masinile. Vitezele de funtionare variazã între 10 si 100Mbps (bps = biti
pe secundã), chiar câteva sute în retelele mai noi; întârzierile de transmisie sunt
mici iar erorile - putine. În mãsurãtorile de vitezã preluate din bibliografie , se considerã cã 1Mbit=106biti (si nu 220biti,
cum se obisnuieste pentru mãsurarea informatiei).
3) Retelele locale cu difuzare folosesc diverse tipuri de topologii, cele mai frecvente
fiind tipul magistralã (bus) si tipul inel (ring).
Retelele metropolitane (Metropolitan Area Networks - MAN) sunt de fapt versiuni
extinse de LAN-uri si utilizeazã tehnologii similare cu acestea. Ele se pot întinde pe
câteva birouri sau pe suprafata unui întreg oras si pot fi private sau publice. Permit
transmiterea de secvente sonore si pot fi conectate cu retele locale de televiziune prin
cablu. Au un mod simplu de proiectare, bazat pe unul sau douã cabluri de legãturã (o
versiune de magistralã), fãrã sã continã elemente de comutare care sã devieze
pachetele.
Retelele cu arie largã de rãspândire geograficã (Wide Area Networks - WAN)
acoperã o arie extinsã (o tarã, un continent). Reteaua contine masini care executã
programele utilizatorilor (aplicatii), numite masini gazdã sau sisteme finale. Gazdele
sunt conectate printr-o subretea de comunicatie care transportã mesajele de la o gazdã
la alta (ca în sistemul telefonic, între doi vorbitori). Separarea activitãtilor de
comunicare (subretele) de cele referitoare la aplicatii (gazde) simplificã proiectarea
retelei.
O subretea este formatã din linii de transmisie (circuite, canale, trunchiuri) care
asigurã transportul datelor si elemente de comutare (noduri de comutare a pachetelor,
sisteme intermediare, comutatoare de date), numite cel mai frecvent routere. Când
sosesc date pe o anumitã linie si ajung într-un nod de comutare, acesta trebuie sã
aleagã o nouã linie pentru retransmisia datelor. Dacã se conecteazã mai multe LAN-uri,
atunci fiecare ar trebui sã aibã o masinã gazdã pentru executarea aplicatiilor si un
router pentru comunicarea cu alte componente ale retelei globale; routerele conectate vor
apartine subretelei.
WAN-urile pot contine cabluri sau linii telefonice între routere. Douã routere pot
comunica nu numai direct, ci si prin intermediul altor routere; acestea retin fiecare
pachet primit în întregime si îl retransmit când linia de iesire cerutã devine
liberã. O subretea care functioneazã pe aceste principii se numeste punct-la-punct (sau
memoreazã si retransmite sau cu comutare de pachete). Acest tip de retele este foarte
rãspândit.
O problemã importantã este topologia de conectare a routerelor din subretele: stea,
inel, arbore, completã, inele intersectate, neregulatã. Retelele locale astfel
proiectate folosesc de obicei topologii simetrice iar retelele de arii largi - topologii
neregulate. Comunicarea dintre routere se mai poate face prin intermediul satelitilor de
comunicatii sau folosind sisteme radio terestre (routerele sunt dotate cu antene de
emisie-receptie).
Retele radio. Se pare cã domeniul cu cea mai rapidã evolutie din industria
tehnicii de calcul este reprezentat de calculatoarele mobile. Posibilitatea conectãrii
acestora la LAN-uri sau WAN-uri este foarte importantã când posesorii lor se deplaseazã
frecvent, folosind diverse mijloace de transport.
Comunicatiile digitale fãrã fir au apãrut în 1901, când fizicianul italian G.
Marconi a realizat legãtura dintre un vapor si un punct pe coastã folosind telegraful
fãrã fir si codul Morse (în esentã digital). Performantele sistemelor radio moderne
sunt îmbunãtãtite dar ele au la bazã aceeasi idee. Retelele radio sunt adesea folosite
în armatã, în regiuni geografice unde sistemul telefonic a fost distrus sau este
dificil de instalat.
Prin conectarea calculatoarelor portabile la retele de calculatoare se poate folosi
posta electronicã, se pot trimite si primi fax-uri, se pot accesa fisiere aflate la
distantã etc.
Retelele fãrã fir si echipamentele de calcul mobile sunt înrudite dar nu identice.
Calculatoarele portabile pot comunica si prin intermediul firelor - ele se pot conecta la
mufa de telefon (sau pur si simplu, dacã persoana care detine calculatorul mobil nu se
deplaseazã pe o distantã mare, poate folosi un cablu de legãturã). Existã însã si
calculatoare fãrã fir neportabile - de exemplu, un LAN fãrã fir instalat într-o
clãdire prin montarea unor antene (solutie preferatã uneori instalãrii de cabluri).
Performantele LAN-urilor fãrã fir sunt însã inferioare celor uzuale: au o vitezã de
doar 1-2 Mpbs si o ratã de eroare mai mare iar transmisiile dintre calculatoare pot sã
interfereze. Oricum, calculatoarele portabile sunt utile în multe situatii în care
instalarea cablurilor de comunicatie este neconvenabilã (de exemplu, sãli de
conferintã, biblioteci, firme cu mai multe sedii situate într-o arie geograficã
limitatã).
Se pot conecta retele diferite (teoretic incompatibile) prin intermediul unor masini
numite gateways (porti de comunicare). Acestea realizeazã conectarea si asigurã
translatãrile necesare din punct de vedere hard si soft. O colectie de retele
interconectate se numeste inter-retea sau internet. O inter-retea ar putea fi constituitã
din mai multe LAN-uri conectate printr-un WAN. Dacã comunicãrile se realizeazã exclusiv
prin routere, este vorba de o subretea, pe când dacã apar în plus gazde si utilizatori
proprii, este un WAN. Un LAN contine doar gazde si cabluri, deci nu are o subretea.
Internet-ul - cea mai cunoscutã retea mondialã - este un internet specific, care
conecteazã universitãti, birouri guvernamentale, firme si chiar persoane particulare. Mediul
Internet este o retea de retele si un mediu
informational si de calcul cu resurse si servicii extrem de bogate, biblioteci si baze de
date; el reuneste, prin facilitätile de informare si comunicare oferite, o comunitate de
persoane din toate domeniile vietii economico-sociale, rãspunzând la solicitãri
diverse.
miercuri, 8 ianuarie 2014
Retele de calculatoare
În vederea cresterii capacitãtii de prelucrare a sistemelor de calcul si a creãrii
mijloacelor de accesare de cãtre mai multi utilizatori a unor baze de informatii create
în anumite centre, a apãrut ideea naturalã a conectãrii calculatoarelor. Noul model de
sistem de calcul va fi format dintr-un anumit numãr de calculatoare autonome,
interconectate, care realizeazã prelucrãri specifice si care formeazã o retea de
calculatoare.
Precursoarele retelelor de calculatoare au fost sistemele de calcul care realizau prelucrãri la distantã, numite sisteme de teleprelucrare. Acestea asigurã folosirea calculatoarelor de cãtre mai multi utilizatori prin intermediul unor terminale locale sau la distantã (în acest caz, politica de transmitere a datelor este gestionatã de fiecare calculator). În functie de rolul atribuit sistemelor de teleprelucrare, acestea pot fi privite ca: sisteme de centralizare a datelor (în care calculatorul colecteazã datele de la terminale si le prelucreazã), sisteme de difuzare a datelor (în care informatiile circulã în sens invers, de exemplu, anumite servicii de turism) sau sisteme conversationale (în care calculatorul transmite "întrebãri" si receptioneazã mesaje de rãspuns, de exemplu, în diagnoza medicalã, sisteme de rezervãri de bilete etc.).
Retelele de calculatoare se obtin prin interconectarea calculatoarelor în conditiile în care operatiile de gestiune a retelei se executã fizic de cãtre procesoare specializate si logic – de un soft de comunicatie instalat pe retea. O retea de calculatoare este un ansamblu de calculatoare autonome, interconectate prin intermediul unor medii de comunicatie care asigurã folosirea în comun, de cãtre un numãr mare de utilizatori, a tuturor resurselor fizice si logice (soft de bazã si aplicativ) si informationale (baze de date) de care dispune ansamblul de calculatoare interconectate. Mediile de comunicatie care conecteazã calculatoarele din punct de vedere fizic pot fi constituite din diverse tipuri de cabluri: cablu coaxial, fibrã opticã, linie telefonicã etc., din unde (ghid de unde) cu benzi specifice de frecventã sau chiar sateliti de comunicatii.
Se spune despre douã calculatoare cã sunt interconectate dacã sunt capabile sã facã shimb de informatii prin mediul fizic de conectare. Autonomia calculatoarelor se referã la faptul cã ele pot functiona independent, astfel încât pornirea sau oprirea unui calculator nu le influenteazã pe celelalte; un calculator din retea nu le controleazã în mod fortat pe celelalte. Nu se vorbeste despre o retea în cazul unui calculator cu mai multe terminale (minicalculatoarele) sau în cazul mai multor unitãti aservite la o unitate de control.
Mentionãm faptul cã sistemele cu procesoare multiple (sau memorii multiple) pot sã fie structurate si ca arhitecturi paralele, în care sarcinile sunt împãrtite pe procesoare în vederea realizãrii unui scop comun dar în acest caz procesoarele nu sunt autonome.
Termenul profesional folosit pentru accesarea unor resurse comune este partajarea resurselor: se pot partaja resurse fizice, cum ar fi discurile de retea, imprimantele sau resurse logice: aplicatii sau bazele informationale aflate la distantã. Astfel, retelele de calculatoare pot fi folosite ca instrumente moderne de informare si comunicare fiindcã permit realizarea de transferuri de informatii în retea si oferã diverse facilitãti de comunicare între utilizatorii retelei. Într-o retea de calculatoare, utilizatorii se conecteazã la o anumitã masinã în mod explicit iar executia proceselor la distantã sau transferul de fisiere se specificã de asemenea explicit. Pentru exploatarea retelelor de calculatoare este foarte important soft-ul de retea, care controleazã buna functionare a retelei.
Comunicarea între douã calculatoare dintr-o retea de arie largã se poate realiza prin stabilirea unor legãturi fizice permanente între nodurile respective (retea cu comutare de circuite, caz în care capacitatea de transfer este constantã iar costul legãturii este fix, indiferent de rata de transfer a informatiei) sau a unor legãturi dinamice, prin intermediul altor noduri, în functie de configuratia retelei si gradul de ocupare (retea cu comutare de pachete). Acest ultim model este cel mai des utilizat în practicã, are un debit mare de transfer pe legãturile dintre noduri si presupune divizarea fisierele de transmis prin retea în componente mai mici, de câteva sute de octeti, numite pachete. Acestea contin informatia utilã transferatã si adresa nodului destinatie, unde vor fi reunite (multiplexate) cu ajutorul unui soft specializat, pentru a forma fisierul transmis. Astfel, pot exista comunicatii simultane între noduri prin partajarea de cãtre calculatoarele care comunicã a conexiunilor fizice existente. Nodurile retelei care au rol în dirijarea (comutarea) pachetelor se numesc routere. Dacã traficul creste foarte mult, este posibil sã se satureze reteaua iar calculatoarele sã trebuiascã sã astepte înainte de a putea emite din nou.
O retea de calculatoare este sustinutã, de un soft de retea, absolut indispensabil, capabil sã rezolve probleme de comunicare complexe. Cele mai cunoscute soft-uri de retea sunt Novell Netware si Windows NT pentru retelele locale si sisteme de tip UNIX (Linux) mai ales pentru conectarea subretelelor în retele de arie mai largã.
Problemele de comunicare la nivel elementar sunt rezolvate de protocoalele de comunicatie, care mascheazã diferentele tehnologice dintre retele si permit realizarea conexiunilor independent de tehnologiile folosite. Un protocol este un set de reguli care descriu relatiile dintre activitãtile cu obiective comune . De exemplu, între douã noduri trebuie sã existe un protocol de transmisie nod-la-nod care controleazã: transmiterea datelor, detectia si corectia erorilor, împãrtirea si/sau reasamblarea mesajelor în/din pachete si dirijarea spre destinatie a pachetelor. Scrierea protocoalelor de comunicatie necesitã cunostinte de strictã specialitate si are un grad ridicat de standardizare; cel mai cunoscut protocol de comunicatie folosit în Internet se numeste TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). Retelele locale de calculatoare folosesc protocoale specifice (cum ar fi IPX/SPX, NetBEUI) înglobate în softul de retea.
Precursoarele retelelor de calculatoare au fost sistemele de calcul care realizau prelucrãri la distantã, numite sisteme de teleprelucrare. Acestea asigurã folosirea calculatoarelor de cãtre mai multi utilizatori prin intermediul unor terminale locale sau la distantã (în acest caz, politica de transmitere a datelor este gestionatã de fiecare calculator). În functie de rolul atribuit sistemelor de teleprelucrare, acestea pot fi privite ca: sisteme de centralizare a datelor (în care calculatorul colecteazã datele de la terminale si le prelucreazã), sisteme de difuzare a datelor (în care informatiile circulã în sens invers, de exemplu, anumite servicii de turism) sau sisteme conversationale (în care calculatorul transmite "întrebãri" si receptioneazã mesaje de rãspuns, de exemplu, în diagnoza medicalã, sisteme de rezervãri de bilete etc.).
Retelele de calculatoare se obtin prin interconectarea calculatoarelor în conditiile în care operatiile de gestiune a retelei se executã fizic de cãtre procesoare specializate si logic – de un soft de comunicatie instalat pe retea. O retea de calculatoare este un ansamblu de calculatoare autonome, interconectate prin intermediul unor medii de comunicatie care asigurã folosirea în comun, de cãtre un numãr mare de utilizatori, a tuturor resurselor fizice si logice (soft de bazã si aplicativ) si informationale (baze de date) de care dispune ansamblul de calculatoare interconectate. Mediile de comunicatie care conecteazã calculatoarele din punct de vedere fizic pot fi constituite din diverse tipuri de cabluri: cablu coaxial, fibrã opticã, linie telefonicã etc., din unde (ghid de unde) cu benzi specifice de frecventã sau chiar sateliti de comunicatii.
Se spune despre douã calculatoare cã sunt interconectate dacã sunt capabile sã facã shimb de informatii prin mediul fizic de conectare. Autonomia calculatoarelor se referã la faptul cã ele pot functiona independent, astfel încât pornirea sau oprirea unui calculator nu le influenteazã pe celelalte; un calculator din retea nu le controleazã în mod fortat pe celelalte. Nu se vorbeste despre o retea în cazul unui calculator cu mai multe terminale (minicalculatoarele) sau în cazul mai multor unitãti aservite la o unitate de control.
Mentionãm faptul cã sistemele cu procesoare multiple (sau memorii multiple) pot sã fie structurate si ca arhitecturi paralele, în care sarcinile sunt împãrtite pe procesoare în vederea realizãrii unui scop comun dar în acest caz procesoarele nu sunt autonome.
Termenul profesional folosit pentru accesarea unor resurse comune este partajarea resurselor: se pot partaja resurse fizice, cum ar fi discurile de retea, imprimantele sau resurse logice: aplicatii sau bazele informationale aflate la distantã. Astfel, retelele de calculatoare pot fi folosite ca instrumente moderne de informare si comunicare fiindcã permit realizarea de transferuri de informatii în retea si oferã diverse facilitãti de comunicare între utilizatorii retelei. Într-o retea de calculatoare, utilizatorii se conecteazã la o anumitã masinã în mod explicit iar executia proceselor la distantã sau transferul de fisiere se specificã de asemenea explicit. Pentru exploatarea retelelor de calculatoare este foarte important soft-ul de retea, care controleazã buna functionare a retelei.
Comunicarea între douã calculatoare dintr-o retea de arie largã se poate realiza prin stabilirea unor legãturi fizice permanente între nodurile respective (retea cu comutare de circuite, caz în care capacitatea de transfer este constantã iar costul legãturii este fix, indiferent de rata de transfer a informatiei) sau a unor legãturi dinamice, prin intermediul altor noduri, în functie de configuratia retelei si gradul de ocupare (retea cu comutare de pachete). Acest ultim model este cel mai des utilizat în practicã, are un debit mare de transfer pe legãturile dintre noduri si presupune divizarea fisierele de transmis prin retea în componente mai mici, de câteva sute de octeti, numite pachete. Acestea contin informatia utilã transferatã si adresa nodului destinatie, unde vor fi reunite (multiplexate) cu ajutorul unui soft specializat, pentru a forma fisierul transmis. Astfel, pot exista comunicatii simultane între noduri prin partajarea de cãtre calculatoarele care comunicã a conexiunilor fizice existente. Nodurile retelei care au rol în dirijarea (comutarea) pachetelor se numesc routere. Dacã traficul creste foarte mult, este posibil sã se satureze reteaua iar calculatoarele sã trebuiascã sã astepte înainte de a putea emite din nou.
O retea de calculatoare este sustinutã, de un soft de retea, absolut indispensabil, capabil sã rezolve probleme de comunicare complexe. Cele mai cunoscute soft-uri de retea sunt Novell Netware si Windows NT pentru retelele locale si sisteme de tip UNIX (Linux) mai ales pentru conectarea subretelelor în retele de arie mai largã.
Problemele de comunicare la nivel elementar sunt rezolvate de protocoalele de comunicatie, care mascheazã diferentele tehnologice dintre retele si permit realizarea conexiunilor independent de tehnologiile folosite. Un protocol este un set de reguli care descriu relatiile dintre activitãtile cu obiective comune . De exemplu, între douã noduri trebuie sã existe un protocol de transmisie nod-la-nod care controleazã: transmiterea datelor, detectia si corectia erorilor, împãrtirea si/sau reasamblarea mesajelor în/din pachete si dirijarea spre destinatie a pachetelor. Scrierea protocoalelor de comunicatie necesitã cunostinte de strictã specialitate si are un grad ridicat de standardizare; cel mai cunoscut protocol de comunicatie folosit în Internet se numeste TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). Retelele locale de calculatoare folosesc protocoale specifice (cum ar fi IPX/SPX, NetBEUI) înglobate în softul de retea.
Microcalculatoare,minicalculatoare,mainframe-uri,supercalculatoare
Microcalculatoarele sunt calculatoare a cãror unitate centralã este un microprocesor.
Primele microprocesoare au apãrut în anii '70 dar s-au dezvoltat mai ales în anii '80
si continuã sã evolueze; ele lucreazã pe 8, 16 sau 32 de biti (cazul calculatoarelor
folosite în prezent). Sunt sisteme interactive, monoutilizator (la un
moment dat sunt exploatate de un singur utilizator). Microcalculatoarele s-au rãspândit
curând ca urmare a evolutiei tehnologiei care a redus foarte mult costurile lor de
fabricatie. De alftel, aceste costuri sunt în continuã scãdere iar performantele
evolueazã tot mai mult.
Primele microcalculatoare au fost calculatoare personale familiale: Sinclair Spectrum, Commodore sau cele românesti Prae, aMIC, HC, TIMS, Cobra. Aceste calculatoare puteau lucra direct în limbajul Basic fiindcã memoria lor internã cuprindea o parte care nu se stergea în absenta curentului electric si în care utilizatorul nu putea scrie (ROM), unde era înregistrat din fabricatie un interpretor Basic (un program care traduce în limbaj masinã si executã fiecare instructiune, o datã ce aceasta a fost scrisã). Cel mai uzual periferic al acestor calculatoare era casetofonul, a cãrui fiabilitate lãsa uneori de dorit.
Ulterior au apãrut calculatoarele personale (PC) profesionale. Dintre primele microcalculatoare profesionale românesti amintim: M18, M118, CUBZ, M216 (de remarcat cã acesta din urmã putea lucra atât sub sistemul de operare CP/M, cât si sub DOS); ulterior a apãrut familia Felix PC. Pe plan mondial amintim calculatoarele Apple MacIntosh, cu o interfatã foarte prietenoasã cu utilizatorul, create mai ales pentru neprofesionisti si calculatoarele de tip IBM PC, care au înregistrat o evolutie tehnologicã de-a dreptul spectaculoasã, bazatã în principal pe evolutia microprocesoarelor (cele mai cunoscute sunt realizate de firma Intel). Cresterea performantelor tehnice a fost îndeaproape urmatã de evolutia soft-ului, într-o spiralã din ce în ce mai dinamicã.
Pentru calculatoarele personale cu performante ridicate, care sunt dotate cu câte un microprocesor mai puternic si un monitor de calitate înaltã, cu facilitãti grafice deosebite, se foloseste uzual denumirea de statii de lucru (“workstations”). Cele mai cunoscute statii de lucru au fost create de firmele SUN, Hewlett-Packard si DEC. Statiile de lucru se folosesc uzual pentru aplicatii profesionale, dezvoltare de soft, probleme care necesitã facilitãti grafice performante, cum ar fi proiectarea inginereascã si pot fi conectate în retele de calculatoare. Treptat însã, calculatoarele personale de tip MacIntosh si PC au ajuns la performante similare cu ale statiilor de lucru, astfel încât diferentele dintre cei doi termeni care desemneazã microcalculatoare s-au estompat.
Minicalculatoarele au apãrut dupã 1970, având costuri ridicate; numele lor provine din formularea "configuratie minimã de calcul". Erau sisteme interactive – utilizatorii aflati în fata unor terminale se aflau în dialog cu calculatorul - si multiutilizator: la un moment dat mai multi utilizatori (câteva zeci sau chiar câteva sute) putea folosi calculatorul prin intermediul terminalelor. Aceastã caracteristicã impune un sistem de operare (numit RSX) performant, care sã poatã gestiona la un moment dat programele mai multor utilizatori si sã ofere mecanisme de protectie a memoriei (sã nu se suprapunã mai multe programe în aceeasi zonã de memorie). În situatia în care programele utilizatorilor, împreunã cu soft-ul accesat de ele, nu încãpeau simultan în memorie, erau evacuate temporar pe un disc magnetic (mecanism de swap). Sistemul de calcul lucra deci în regim de multitasking (multiprogramare): desi la un moment dat era executat un singur program, printr-o politicã de servire a tuturor utilizatorilor, acestia aveau acces pe rând la resursele sistemului. Existã diversi algoritmi de servire a programelor care se gãsesc în memoria internã în diverse stãri (eventual în cursul unui proces de citire sau scriere de date de la / la un dispozitiv periferic) “asteptând” sã fie lansate în continuare în executie . Dacã sistemul de calcul nu era solicitat la un moment dat de un numãr prea mare de utilizatori, acestia puteau avea impresia cã sunt unicii beneficiari ai resurselor de calcul.
Pentru structurarea informatiilor utilizatorilor aflate sub formã de fisiere pe suporturile magnetice, apare notiunea de director (repertoar de fisiere). Existau doar douã niveluri de directoare, spre deosebire de directoarele arborescente din UNIX si DOS.
Programarea pe minicalculatoare era mai anevoioasã decât pe microcalculatoarele care au apãrut ulterior din cauza unei insuficiente dezvoltãri a produselor soft destinate programãrii: procesele de editare, compilare, link-editare si executie a programelor erau realizate separat, prin aplicatii independente, care necesitau adesea o cantitate destul de mare de memorie disponibilã iar aceastã conditie putea fi adesea mai dificil de îndeplicit în conditiile în care multi utilizatori exploatau simultan sistemul de calcul. Mediile de programare, specifice diverselor limbaje, care înglobeazã facilitãti pentru toate etapele de realizare a programelor, inclusiv cea de depanare (corectare a erorilor de conceptie) au apãrut mai târziu, pentru microcalculatoare.
Din punctul de vedere al arhitecturii, caracteristicã pentru minicalculatoare este existenta unei "magistrale de informatii", numite BUS, prin intermediul cãreia se realizeazã comunicarea între procesor, memorie, terminale (un rol special îl are terminalul operatorului) si alte periferice. Comunicãrile sunt arbitrate de controler-ul de BUS, care preia astfel functiile canalului de intrare-iesire. Acesta dã dreptul de initiere a unei comunicãri de cãtre o entitate conectatã la BUS cu o alta, în functie de proritatea asociatã primeia.
Minicalculatoarele lucrau pe 16 si 32 de biti. Dintre reprezentantii lor amintim: VAX 8600, VAX 8650, PDP 11 si calculatoarele românesti CORAL si INDEPENDENT.
Evolutia minicalculatoarelor a condus la sisteme multiutilizator mai performante, care pot fi exploatate simultan de mai multe sute sau chiar mii de utilizatori – acestea sunt referite în literatura de specialitate sub numele de mainframes. Din punctul de vedere al performantei, ele se apropie cel mai mult de supercalculatoare, la celãlalt pol gãsindu-se calculatoarele personale. Totusi, se poate spune cã diferentele între minicalculatoarele mari si mainframe-urile mici nu sunt sesizabile.
Mainframe-urile sunt calculatoare folosite ȋn principal de organizații mari pentru aplicații critice, de obicei procesări de date masive, cum ar fi recensămintele, statisticile industriei și consumatorilor și procesarea tranzacțiilor financiare.
Inițial, termenul făcea referire la cabinete mari care găzduiau unitatea centrală de prelucrare și memoria principală a calculatoarelor timpurii. Mai târziu, termenul a fost folosit pentru a distinge calculatoarele comerciale de nivel ȋnald de calculatoarele mai puțin puternice.
Supercalculatoarele au o memorie internã si o vitezã de lucru foarte mari: pot executa pânã la câteva sute de milioane de instructiuni pe secundã, fiind cele mai rapide tipuri de calculatoare. De obicei sunt utilizate pentru aplicatii specifice, care necesitã calcule matematice complexe, mari consumatoare de timp si memorie, cum ar fi, de exemplu, grafica animatã, prognozele geologice sau meteorologice, probleme complexe de fizicã pentru care se doreste aplicarea unor algoritmi matematici rigurosi (algoritmi simbolici ) – dinamica fluidelor, fizica nuclearã. Cel mai cunoscut tip de supercalculator este CRAY. Supercalculatoarele lucreazã pe 32 si 64 de biti si au o arhitecturã performantã, neîngrãditã de principiile clasice (de exemplu, sisteme multiprocesor – cu mai multe unitãti centrale). În SUA existã un institut specializat pe cercetãri în domeniul supercalculatoarelor, numit NCSA (National Center for Supercomputer Applications).
Pentru arhitectura calculatoarelor multiprocesor se foloseste conceptul de arhitecturã paralelã: mai multor procesoare sunt interconectate pentru realizarea acelorasi sarcini. Procesoarele pot sã realizeze în acelasi timp secvente de operatii independente, pentru ca apoi rezultatele intermediare obtinute sã fie combinate corespunzãtor. În mod obisnuit, existã un procesor principal, numit master, care le coordoneazã pe celelalte, dându-le spre executie sarcini independente din programul utilizatorului sau punându-le în asteptare.
Sistemele proiectate ca arhitecturi paralele pot fi clasificate:
Primele microcalculatoare au fost calculatoare personale familiale: Sinclair Spectrum, Commodore sau cele românesti Prae, aMIC, HC, TIMS, Cobra. Aceste calculatoare puteau lucra direct în limbajul Basic fiindcã memoria lor internã cuprindea o parte care nu se stergea în absenta curentului electric si în care utilizatorul nu putea scrie (ROM), unde era înregistrat din fabricatie un interpretor Basic (un program care traduce în limbaj masinã si executã fiecare instructiune, o datã ce aceasta a fost scrisã). Cel mai uzual periferic al acestor calculatoare era casetofonul, a cãrui fiabilitate lãsa uneori de dorit.
Ulterior au apãrut calculatoarele personale (PC) profesionale. Dintre primele microcalculatoare profesionale românesti amintim: M18, M118, CUBZ, M216 (de remarcat cã acesta din urmã putea lucra atât sub sistemul de operare CP/M, cât si sub DOS); ulterior a apãrut familia Felix PC. Pe plan mondial amintim calculatoarele Apple MacIntosh, cu o interfatã foarte prietenoasã cu utilizatorul, create mai ales pentru neprofesionisti si calculatoarele de tip IBM PC, care au înregistrat o evolutie tehnologicã de-a dreptul spectaculoasã, bazatã în principal pe evolutia microprocesoarelor (cele mai cunoscute sunt realizate de firma Intel). Cresterea performantelor tehnice a fost îndeaproape urmatã de evolutia soft-ului, într-o spiralã din ce în ce mai dinamicã.
Pentru calculatoarele personale cu performante ridicate, care sunt dotate cu câte un microprocesor mai puternic si un monitor de calitate înaltã, cu facilitãti grafice deosebite, se foloseste uzual denumirea de statii de lucru (“workstations”). Cele mai cunoscute statii de lucru au fost create de firmele SUN, Hewlett-Packard si DEC. Statiile de lucru se folosesc uzual pentru aplicatii profesionale, dezvoltare de soft, probleme care necesitã facilitãti grafice performante, cum ar fi proiectarea inginereascã si pot fi conectate în retele de calculatoare. Treptat însã, calculatoarele personale de tip MacIntosh si PC au ajuns la performante similare cu ale statiilor de lucru, astfel încât diferentele dintre cei doi termeni care desemneazã microcalculatoare s-au estompat.
Cel mai rãspândit sistem
de operare al microcalculatoarelor este DOS, care are la bazã primul sistem de
operare al microcalculatoarelor, CP/M, îmbunãtãtit cu principii din UNIX (cum
ar fi structura arborescentã a directoarelor). Datoritã mediilor de programare,
calculatoarele personale au devenit instrumente de lucru mai convenabile pentru
informaticieni. În plus, mai ales în ultimul deceniu, produsele soft au evoluat
foarte mult, dezvoltându-si o interfatã din ce în ce mai accesibilã, care a
atras tot mai mult si utilizatorii neprofesionisti. În acest sens, exemplul
sistemelor Windows, devenite si ele din ce în ce mai performante, este foarte
concludent. Astfel, calculatoarele personale au devenit un instrument de
prelucrare a informatiei larg utilizat atât pentru prelucrãri de biroticã, cât
si pentru aplicatii profesionale. Adesea, pentru crearea de sisteme de calcul
cu performante mai ridicate si un cost relativ redus, se opteazã pentru
conectarea calculatoarelor personale în retele de calculatoare.
Supercalculatoarele au o memorie internã si o vitezã de lucru foarte mari: pot
executa pânã la câteva sute de milioane de instructiuni pe secundã, fiind cele
mai rapide tipuri de calculatoare. De obicei sunt utilizate pentru aplicatii
specifice, care necesitã calcule matematice complexe, mari consumatoare de timp
si memorie, cum ar fi, de exemplu, grafica animatã, prognozele geologice sau
meteorologice, probleme complexe de fizicã pentru care se doreste aplicarea
unor algoritmi matematici rigurosi,dinamica fluidelor, fizica nuclearã. Cel mai
cunoscut tip de supercalculator este CRAY . Supercalculatoarele lucreazã pe 32
si 64 de biti si au o arhitecturã performantã, neîngrãditã de principiile
clasice (de exemplu, sisteme multiprocesor – cu mai multe unitãti centrale). În
SUA existã un institut specializat pe cercetãri în domeniul
supercalculatoarelor, numit NCSA (National Center for Supercomputer
Applications).
Pentru arhitectura calculatoarelor
multiprocesor se foloseste conceptul de arhitecturã paralelã: mai multor
procesoare sunt interconectate pentru realizarea acelorasi sarcini.
Procesoarele pot sã realizeze în acelasi timp secvente de operatii
independente, pentru ca apoi rezultatele intermediare obtinute sã fie combinate
corespunzãtor. În mod obisnuit, existã un procesor principal, numit master,
care le coordoneazã pe celelalte, dându-le spre executie sarcini independente
din programul utilizatorului sau punându-le în asteptare.
Sistemele proiectate ca arhitecturi
paralele pot fi clasificate:
- dupã fluxurile de date si de instructiuni în sisteme cu: un flux de instructiuni si un flux de date, un flux de instructiuni si mai multe fluxuri de date, mai multe fluxuri de instructiuni si un flux de date sau mai multe fluxuri de instructiuni si mai multe fluxuri de date
- dupã numãrul de procesoare (granularitatea): zeci de procesoare autonome conectate ("ferme") sau sute, pânã la zeci de mii de procesoare conectate în paralel ("cuburi")
- dupã modul de folosire a memoriei interne de cãtre procesoare: partajate sau proprii.
Dezvoltarea algoritmilor paraleli,
adicã studierea posibilitãtilor de descompunere a algoritmilor în secvente care
sã poatã fi executate independent sau chiar conceperea de noi algoritmi
paraleli constituie o directie nouã si fertilã a informaticii. Un algoritm de
rezolvare a unei probleme va fi mai rapid dacã este implementat într-o versiune
paralelã si executat pe o masinã paralelã (operatiile independente se executã
în paralel, dupã care rezultatele obtinute se combinã).
Minicalculatoarele au apãrut dupã 1970, având costuri ridicate; numele lor provine din formularea "configuratie minimã de calcul". Erau sisteme interactive – utilizatorii aflati în fata unor terminale se aflau în dialog cu calculatorul - si multiutilizator: la un moment dat mai multi utilizatori (câteva zeci sau chiar câteva sute) putea folosi calculatorul prin intermediul terminalelor. Aceastã caracteristicã impune un sistem de operare (numit RSX) performant, care sã poatã gestiona la un moment dat programele mai multor utilizatori si sã ofere mecanisme de protectie a memoriei (sã nu se suprapunã mai multe programe în aceeasi zonã de memorie). În situatia în care programele utilizatorilor, împreunã cu soft-ul accesat de ele, nu încãpeau simultan în memorie, erau evacuate temporar pe un disc magnetic (mecanism de swap). Sistemul de calcul lucra deci în regim de multitasking (multiprogramare): desi la un moment dat era executat un singur program, printr-o politicã de servire a tuturor utilizatorilor, acestia aveau acces pe rând la resursele sistemului. Existã diversi algoritmi de servire a programelor care se gãsesc în memoria internã în diverse stãri (eventual în cursul unui proces de citire sau scriere de date de la / la un dispozitiv periferic) “asteptând” sã fie lansate în continuare în executie . Dacã sistemul de calcul nu era solicitat la un moment dat de un numãr prea mare de utilizatori, acestia puteau avea impresia cã sunt unicii beneficiari ai resurselor de calcul.
Pentru structurarea informatiilor utilizatorilor aflate sub formã de fisiere pe suporturile magnetice, apare notiunea de director (repertoar de fisiere). Existau doar douã niveluri de directoare, spre deosebire de directoarele arborescente din UNIX si DOS.
Programarea pe minicalculatoare era mai anevoioasã decât pe microcalculatoarele care au apãrut ulterior din cauza unei insuficiente dezvoltãri a produselor soft destinate programãrii: procesele de editare, compilare, link-editare si executie a programelor erau realizate separat, prin aplicatii independente, care necesitau adesea o cantitate destul de mare de memorie disponibilã iar aceastã conditie putea fi adesea mai dificil de îndeplicit în conditiile în care multi utilizatori exploatau simultan sistemul de calcul. Mediile de programare, specifice diverselor limbaje, care înglobeazã facilitãti pentru toate etapele de realizare a programelor, inclusiv cea de depanare (corectare a erorilor de conceptie) au apãrut mai târziu, pentru microcalculatoare.
Din punctul de vedere al arhitecturii, caracteristicã pentru minicalculatoare este existenta unei "magistrale de informatii", numite BUS, prin intermediul cãreia se realizeazã comunicarea între procesor, memorie, terminale (un rol special îl are terminalul operatorului) si alte periferice. Comunicãrile sunt arbitrate de controler-ul de BUS, care preia astfel functiile canalului de intrare-iesire. Acesta dã dreptul de initiere a unei comunicãri de cãtre o entitate conectatã la BUS cu o alta, în functie de proritatea asociatã primeia.
Minicalculatoarele lucrau pe 16 si 32 de biti. Dintre reprezentantii lor amintim: VAX 8600, VAX 8650, PDP 11 si calculatoarele românesti CORAL si INDEPENDENT.
Evolutia minicalculatoarelor a condus la sisteme multiutilizator mai performante, care pot fi exploatate simultan de mai multe sute sau chiar mii de utilizatori – acestea sunt referite în literatura de specialitate sub numele de mainframes. Din punctul de vedere al performantei, ele se apropie cel mai mult de supercalculatoare, la celãlalt pol gãsindu-se calculatoarele personale. Totusi, se poate spune cã diferentele între minicalculatoarele mari si mainframe-urile mici nu sunt sesizabile.
Mainframe-urile sunt calculatoare folosite ȋn principal de organizații mari pentru aplicații critice, de obicei procesări de date masive, cum ar fi recensămintele, statisticile industriei și consumatorilor și procesarea tranzacțiilor financiare.
Inițial, termenul făcea referire la cabinete mari care găzduiau unitatea centrală de prelucrare și memoria principală a calculatoarelor timpurii. Mai târziu, termenul a fost folosit pentru a distinge calculatoarele comerciale de nivel ȋnald de calculatoarele mai puțin puternice.
Supercalculatoarele au o memorie internã si o vitezã de lucru foarte mari: pot executa pânã la câteva sute de milioane de instructiuni pe secundã, fiind cele mai rapide tipuri de calculatoare. De obicei sunt utilizate pentru aplicatii specifice, care necesitã calcule matematice complexe, mari consumatoare de timp si memorie, cum ar fi, de exemplu, grafica animatã, prognozele geologice sau meteorologice, probleme complexe de fizicã pentru care se doreste aplicarea unor algoritmi matematici rigurosi (algoritmi simbolici ) – dinamica fluidelor, fizica nuclearã. Cel mai cunoscut tip de supercalculator este CRAY. Supercalculatoarele lucreazã pe 32 si 64 de biti si au o arhitecturã performantã, neîngrãditã de principiile clasice (de exemplu, sisteme multiprocesor – cu mai multe unitãti centrale). În SUA existã un institut specializat pe cercetãri în domeniul supercalculatoarelor, numit NCSA (National Center for Supercomputer Applications).
Pentru arhitectura calculatoarelor multiprocesor se foloseste conceptul de arhitecturã paralelã: mai multor procesoare sunt interconectate pentru realizarea acelorasi sarcini. Procesoarele pot sã realizeze în acelasi timp secvente de operatii independente, pentru ca apoi rezultatele intermediare obtinute sã fie combinate corespunzãtor. În mod obisnuit, existã un procesor principal, numit master, care le coordoneazã pe celelalte, dându-le spre executie sarcini independente din programul utilizatorului sau punându-le în asteptare.
Sistemele proiectate ca arhitecturi paralele pot fi clasificate:
- dupã fluxurile de date si de instructiuni în sisteme cu: un flux de instructiuni si un flux de date, un flux de instructiuni si mai multe fluxuri de date, mai multe fluxuri de instructiuni si un flux de date sau mai multe fluxuri de instructiuni si mai multe fluxuri de date
- dupã numãrul de procesoare (granularitatea): zeci de procesoare autonome conectate ("ferme") sau sute, pânã la zeci de mii de procesoare conectate în paralel ("cuburi")
- dupã modul de folosire a memoriei interne de cãtre procesoare: partajate sau proprii.
Abonați-vă la:
Postări (Atom)