Дарси 2. Синфи компютерҳои калон - Технологияи иттилоотӣ — синфи 9
Таърихи техникаи компютерӣ аз сохтани мошинҳои калони электронии ҳисобкунанда (МЭҲ) оғоз ёфтааст. Ҷузъи пойгоҳии онҳо роҳи дарозро тай кардааст: аз лампаҳои электронии ваккумӣ то схемаҳои интегралии муосир.
Имрӯз синфи компютерҳои калон мошинҳоеро дар бар мегирад, ки бо дастовардҳои охири илму техника сохта шудаанд. Онҳо бисёр қимат, хеле эътимодноканд, ҷойи калон мегиранд ва якчанд корбар дар як вақт бо онҳо кор карда метавонад. Ду гурӯҳ доранд: серверҳо ва абаркомпютерҳо.
Сервер
Серверҳо иқтидори гуногун доранд: баъзеро ба компютерҳои хурд мансуб медонанд, аммо қисми зиёдашон дар ҳақиқат компютерҳои азиманд. Компютери дилхоҳ сервер шуда метавонад: кифоя аст, ки барномаю таҷҳизоти зарурӣ насб шавад. Сервери сатҳи паст ва миёнаро аз қисмҳои компютери фардӣ низ сохтан мумкин аст: чунин сервер арзон аст ва ҷойи кам мегирад. Рушди системаҳои телекоммуникатсионӣ ин самтро низ тез пеш мебарад.
Серверро бояд зуд, эътимоднок ва бехатар интихоб кард. Он нусхаи эҳтиётии иттилоотро нигоҳ медорад. Корҳои профилактикӣ ва таъмирӣ бояд тавре гузаронида шаванд, ки кори сервер ва компютерҳои ба он пайваст як лаҳза қатъ нагардад: агар сервер аз кор монад, шабака халал мебинад ва иттилоот гум шуда метавонад.
Серверҳоро аз рӯйи вазифа номгузорӣ мекунанд:
| Намуди сервер | Вазифа |
|---|
| Замимавӣ | дархостҳои нуқтаҳои кории шабакаро коркард мекунад ва ба таҷҳизот ва захираҳои умумӣ (принтер, пойгоҳи додаҳо, маҷмӯи барномаҳо) дастрасӣ медиҳад |
| Парвандаӣ (файл-сервер; File Server, Data Server) | барои пайвастшавӣ ва истифодаи иттилооти дар пойгоҳи додаҳо маҳфузбуда хизмат мекунад; дискҳои хеле эътимоднок ва калон (якчанд терабайт) дорад |
| Факс-сервер | робитаи факсии бисёрсуроғавиро ташкил мекунад |
| Бойгонисоз |
навбатӣДарси 3. Синфи компютерҳои хурд
1 соат
| дар шабакаҳои калон ҳамарӯза, дар вақти пешбинишуда, нусхаи эҳтиётии иттилооти серверҳои дигарро ба дискҳои ҳаҷман бузург худкор мегирад ва нигоҳ медорад |
| Почтавӣ (Mail Server) | почтаи электронӣ ва қуттиҳои почтавиро ба муштариён мерасонад; ҳозир аз ҳама маъмул аст |
| Чопӣ (Print Server) | истифодаи муштараки принтерҳои шабакавиро таъмин мекунад |
| Телеконфронсӣ | телеконфронсро байни ду ва зиёда иштирокчии дар ҷойҳои гуногун баргузор мекунад; ин компютери дорои таҷҳизот ва барномаҳои махсус аст, ки бо дурбинҳои махсуси электронӣ иштирокчиёнро мепайвандад ва тасвири видеоиро худкор коркард мекунад |
Таъйиноти компютерро таъминоти барномавии он муайян мекунад: бо насби барномаҳои мувофиқи шабакавӣ компютери дилхоҳ ба компютер-сервер табдил меёбад. Як сервер метавонад дар як вақт якчанд вазифаро иҷро кунад: масалан, ҳам почтавӣ, ҳам сервери навиди тоза, ҳам замимавӣ бошад. Барои ин компютерҳои махсус – суперсерверҳо истифода мебаранд: иттилоот бештар мутамарказ мешавад ва ба шумораи зиёдтари корбарон дастрас мегардад. Суперсерверҳо аз рӯйи имкониятҳо ба абаркомпютерҳо хеле наздиканд; солҳои охир талабот маҳз ба онҳо зиёдтар шудааст.
Абаркомпютер
Яке аз ширкатҳои машҳури абаркомпютерсоз – Cray Research; таъсисдиҳандааш Сеймур Крей (ИМА). Аввалин абаркомпютери он – Cray-1 – дар миёнаи солҳои 70-уми асри XX сохта шуд ва дар як сония даҳҳо, ҳатто садҳо миллион амали арифметикӣ иҷро мекард. Ғояи абаркомпютерҳо ба кӯтоҳ кардани масофаи байни ҷузъҳои электронӣ ва кори якчанд протсессори параллелӣ асос ёфтааст.
Абаркомпютерро дар марказҳои илмӣ барои масъалаҳои мураккаби риёзӣ, физикӣ, геофизикӣ ва обуҳавосанҷӣ истифода мебаранд; он дар ҳисобҳои калони биржавӣ ва молиявӣ низ кор мекунад.
Мейнфрейм
Мейнфрейм – компютери калони ҳамакора (универсалӣ), мошини мураккаб ва хеле қимат барои доираи васеи масъалаҳои илмӣ-техникӣ ва хизматрасонӣ. Аз дигар намудҳо бо эътимоднокӣ, зудкорӣ ва имкониятҳои васеи дохилкунӣ ва хориҷкунӣ фарқ мекунад. Ба он ҳазорон нуқтаи корӣ ё микрокомпютерҳои корбаронро пайваст кардан мумкин аст. Яке аз истеҳсолкунандагони асосӣ – IBM. Мейнфреймро корхонаҳое истифода мебаранд, ки на камтар аз 200–300 ҷойи корӣ доранд: ширкатҳои бузург, сохторҳои давлатӣ, бонкҳо.
Мейнфреймҳо аз солҳои 50–60-уми асри XX маъруфанд; масалан, IBM System/360 соли 1964 баромад.
Чӣ гуна абаркомпютер зуд кор мекунад
Компютери оддии бо принсипи фон Нейман дастурҳоро пайдарпай иҷро мекунад: дастури навбатӣ танҳо пас аз дастури қаблӣ иҷро мешавад. Аз ин рӯ масъалаҳои калон вақти зиёд мегиранд. Система вақте маҳсулнокии олитарин дорад, ки ҷузъҳои зудсуръат дошта бошад ва амалҳои зиёдро параллелӣ иҷро кунад. Абаркомпютер бо ҳамин принсипи бисёрпротсессорӣ (мултипротсессорӣ) кор мекунад ва се роҳро истифода мебарад.
Коркарди параллелӣ. Алгоритми ҳалли масъала ба зерқисмҳо ҷудо шуда, ба якчанд протсессори мустақил тақсим мекунанд ва онҳо якбора кор мекунанд. Ин махсусан ҳангоми кор бо массивҳои (маҷмӯъҳои) калони ададии ҷадвалҳои электронӣ муфид аст.
Коркарди конвейерӣ. Вақте ки амалро ба қисмҳо тақсим кардан душвор аст, амали алоҳида ба якчанд зина (қадам, микроамал) тақсим мешавад. Ҳар зина натиҷаи зинаи пештараро мегирад, вазифаи худро иҷро мекунад ва ба зинаи оянда мефиристад. Шумораи микроамалҳо бояд ба шумораи протсессорҳо мувофиқ бошад. Ин ба васли автомобил дар конвейер монанд аст: яке асосро мегузорад, дигаре чархҳоро мечаспонад, сеюм муҳаррикро насб мекунад, чорум дарҳоро мустаҳкам мекунад. Ҳар қадар кори ҳар коргар содатар бошад, ҳамон қадар коргарони бештарро ҷалб кардан мумкин аст ва суръати умумии кор баланд мешавад. Конвейер вақте самара медиҳад, ки пурра бо кор таъмин бошад ва додаҳои нав бо суръати ба маҳсулнокии максималии он мувофиқ расанд; агар додаҳо дер расанд, зинаҳо бекор меистанд ва маҳсулнокӣ паст мешавад.
Протсессори векторӣ. Ин протсессори махсус барои амалҳои параллелӣ бо объектҳои бисёрченакаи ададӣ (вектору матритсаҳо) аст; дар он регистрҳои ададӣ ва механизми конвейери параллелӣ татбиқ шудаанд, бинобар ин конвейери ҳисобкунӣ пурра бо кор таъмин мешавад. Протсессори муқаррарӣ ҷузъҳои векторро алоҳида бо дастурҳои пайдарпай коркард мекунад, протсессори векторӣ бошад, бо дастури махсуси векторӣ амалро ба тамоми ҷузъҳои як вектор (ё ҷуфти векторҳо) якбора татбиқ мекунад. Аввал як вақти кӯтоҳ барои омода кардани конвейер сарф мешавад, баъд додаҳо (операндҳо) бо суръати максималии хотира равона мешаванд.
Параметрҳои абаркомпютерҳои солҳои пеш: зудкорӣ – 100 000 MFLOPS (ин 1011 FLOPS), хотираи фаврӣ – 10 Гбайт, хотираи дискӣ – то 10 Тбайт, разряднокӣ – 64–128 бит.
Мутахассисон пешгӯӣ мекарданд, ки талабот ба абаркомпютерҳо кам мешавад: онҳо миллионҳо доллар арзиш доранд ва компютерҳои хурд пайваста иқтидори бештар мегиранд. Иқтидори баъзе компютерҳои хурд бо абаркомпютерҳои намунаҳои пештара баробар шуд: ғояи коркарди бисёрпротсессорӣ ба онҳо низ расидааст. Интизор мерафт, ки абаркомпютерҳо бо мурури замон танҳо вазифаи абарсерверҳоро иҷро мекардагӣ мешаванд.
Кори гурӯҳӣ
Акнун ҳамин ғояро бо ҳашт мошин бисанҷед: як коргар, ду коргар ва конвейер.
Конвейер ва коркарди параллелӣсанҷида бин! Сервер, абаркомпютер ё мейнфрейм?санҷида бин! Кор дар синф
Машқҳо
Саволҳо
Ба саволҳои зерин ҷавоб гӯед:
1. Аз рӯйи кадом аломатҳо синфи компютерҳои калонро ба гурӯҳҳо ҷудо мекунанд?
3. Оё як компютер метавонад дар як вақт вазифаи якчанд серверро иҷро кунад?
4. Абаркомпютер чист? Онҳоро барои ҳалли кадом масъалаҳо истифода мебаранд?
5. Ғояи асосии архитектураи абаркомпютерҳо аз чӣ иборат аст?
6. Принсипи коркарди параллелии иттилоотро чӣ гуна мефаҳмед?
7. Принсипи коркарди конвейерии иттилоотро чӣ гуна шарҳ додан мумкин аст?
8. Мейнфрейм чӣ гуна компютер аст? Онро бештар дар кадом соҳаҳо истифода мебаранд?
9. Серверҳо аз абаркомпютерҳо чӣ фарқ доранд? Мейнфрейм чӣ?
Супоришҳо
Супоришҳои зеринро иҷро кунед:
10. Матни мавзӯъро бодиққат хонед ва онро нақл кунед.
11. Таъйинот ва параметрҳои компютерҳои калонро шарҳ диҳед.
12. Намудҳои асосӣ ва таъйиноти серверҳоро номбар кунед.
Вазифаи хонагӣ
- Саволҳои 1–9-ро шифоҳӣ омода кунед; саволҳои 4, 6 ва 7-ро дар дафтар нависед.
- Супоришҳои 10–12-ро иҷро кунед; дар супориши 12 ҷадвали «намуди сервер – вазифа»-ро дар дафтар кашед.
- Вазифаи хонагии онлайнро («ТИ 9 · Вазифаи хонагӣ · Дарси 2») дар саҳифаи «Супоришҳо» иҷро кунед, агар омӯзгор таъин карда бошад.
Хулоса
- Компютерҳои калон: серверҳо ва абаркомпютерҳо; мейнфрейм – компютери калони ҳамакора.
- Сервер ба компютерҳои шабака хизмат мерасонад; як компютер якчанд вазифаи серверро иҷро карда метавонад.
- Абаркомпютер масъалаҳои хеле мураккабро бо якчанд протсессор параллелӣ ҳал мекунад.
- Коркарди параллелӣ: қисмҳои масъала якбора; конвейерӣ: ҳар зина як амал; протсессори векторӣ: амал ба тамоми вектор якбора.
Дар ин дарс
- сервер, абаркомпютер ва мейнфреймро фарқ мекунед ва вазифаи ҳар якро мегӯед;
- намудҳои серверҳоро номбар мекунед ва вазифаи ҳар якро мефаҳмонед;
- коркарди параллелӣ, конвейерӣ ва протсессори векториро шарҳ медиҳед.
Такрор (2 дақиқа)
- Дарахти таснифи компютерҳоро аз ёд гӯед.
- 1 GFLOPS чанд MFLOPS аст?
- Аз рӯйи кадом ду имконияти техникӣ компютерҳоро аксар вақт тасниф мекунанд?
Вазъият барои андешаронӣДар як бонк ҳар сония садҳо нафар пул мегузаронанд ва мегиранд. Агар як компютери оддӣ вайрон шавад, бонк кор карда метавонад? Чӣ гуна компютер бояд бошад?
ТаърифСервер (server) – компютери асосии шабака: пурқудрат аст, асосан дар марказҳои шабакаҳои компютерӣ кор мекунад ва ба компютерҳои алоҳидаи пайваст ва шабакаҳо хизмат мерасонад. Дар он ҳаҷми зиёди иттилоот нигоҳ дошта мешавад.
Сервер ба се компютер хизмат мерасонад: парвандаҳо, чоп ва почта дар як ҷо нигоҳ дошта мешаванд.ТаърифАбаркомпютер – компютери махсус барои масъалаҳои хеле мушкили ҳисобкунӣ ва супоришҳои калон, ки бо суръати хеле баланд иҷро мешаванд: тарҳрезии равандҳои мураккаб, таҳияи низоми пешгӯйиҳо, нигаҳдорӣ ва коркарди иттилооти аз ҳад зиёд. Хусусияти асосӣ: якчанд супориш ё қисми супориш дар як вақт, яъне параллелӣ иҷро мешавад.
Масъала ба се қисм тақсим шуда, се протсессор якбора кор мекунад.
Конвейер: чор зина, ҳар зина як амал мекунад ва ҳамаи зинаҳо якбора кор мекунанд.ИмрӯзСоли 2022 аввалин абаркомпютер ба 1 эксафлопс, яъне 1018 FLOPS (1 EFLOPS), расид. Ин аз зудкории боло 1018/1011 маротиба, яъне 10 миллион маротиба зиёд аст.
Кори гурӯҳӣБояд 12 бутерброд тайёр кард. Ҳар бутерброд се амал дорад: нонро буред, панир гузоред, пӯшонед. Ҳар амал 1 дақиқа.
- Як нафар ҳамаро тайёр мекунад. Чанд дақиқа?
- Се нафар ҳар кадом 4 бутерброд аз аввал то охир тайёр мекунад (параллелӣ). Чанд дақиқа?
- Се нафар конвейер месозанд: яке нонро мебурад, дигаре панир мегузорад, сеюм мепӯшонад. Дар чанд дақиқа ҳамаи 12 бутерброд тайёр мешавад?
Кадом тарз барои се нафар, ки дар конвейер бо як корд ва як тахта кор мекунанд, фоидаовар аст ва чаро?
Ҷавоб
- 12⋅3=36 дақиқа.
- 4⋅3= дақиқа.
Калимаҳои калидӣсерверабаркомпютермейнфреймкоркарди параллелӣкоркарди конвейерӣпротсессори векторӣ
Ман дар ин дарс чӣ омӯхтам?Кадомашро аллакай метавонед ва кадомашро боз машқ мекунед?
- Ман намудҳои серверро аз рӯйи вазифа номбар мекунам.
- Ман параллелиро аз конвейер фарқ мекунам.
- Ман сервер, абаркомпютер ва мейнфреймро фарқ мекунам.
Параллелии се нафар аз кори як нафар чанд маротиба зуд аст (36 дақиқа ва 12 дақиқа)?
Як сервер метавонад дар як вақт якчанд вазифаро иҷро кунад (масалан, ҳам почтавӣ, ҳам замимавӣ бошад).
Хусусияти асосии абаркомпютер кадом аст?
Як ҷавобро интихоб кунед
Конвейерро барои васли мошин аз аввал то охир гузоред.
Унсурҳоро бо тартиби дуруст ҷойгир кунед1муҳаррикро насб кардан
2чархҳоро часпондан
3асосро гузоштан
4дарҳоро мустаҳкам кардан
Мейнфреймро кӣ бештар истифода мебарад?
Як ҷавобро интихоб кунед
Намуди серверро бо вазифааш ҷуфт кунед.
Ҳар як унсури чапро бо яке аз рост мувофиқ кунедПочтавӣ→
Бойгонисоз→
Чопӣ→
Парвандаӣ→
Принсипро бо тавсифаш ҷуфт кунед.
Ҳар як унсури чапро бо яке аз рост мувофиқ кунедПараллелӣ→
Конвейерӣ→
Протсессори векторӣ→
=
107
12
Аввалин бутерброд пас аз 3 дақиқа омода мешавад, баъд ҳар дақиқа як адад: 3+11=14 дақиқа. Параллелӣ ба се корд ва се тахта лозим аст, конвейерӣ ба ҳар зина танҳо як асбоб. Вақти конвейер каме зиёд аст, вале асбоб кам лозим.