Bài giảng Nhập môn tin học - Chương 20: Các loại máy tính

CLASSIFICATION of COMPUTERS CÁC LOẠI MÁY TÍNH CHƯƠNG 20 NỘI DUNG NOTEBOOK COMPUTERS PERSONAL COMPUTERS (PCs) MAINFRAME SYSTEMS SUPERCOMPUTERS NOTEBOOK COMPUTERS Introduced Function Operating system User for NOTEBOOK COMPUTERS Foldable flat screen Keyboard, trackball, hard disk, floppy disk drive,etc, are in unit The two most commonly used models of PCs Typical clock speeds of microprocessor chip in the Pentium family The functionality of some of the more popular add-on boards The two common types of ports available in almost all PCs The popular operating systems for PCs NOTEBOOK COMPUTERS PERSONAL COMPUTERS  Có hai mẫu PCs thường được sử dụng nhiều đó là desktop và hình tháp (tower).  Một PC hầu hết sử dụng nhiều vi mạch (chips) trên bản mạch chính (CPU chip, RAM chip, ROM chip, I/O handling chíp,) được gọi là bảng mạch hệ thống, hoặc motherboard.  Sự phân biệt của PCs được xác định bởi những thành phần chính trên bo mạch, cụ thể đó là bộ vi xử lí (CPU). PERSONAL COMPUTERS System unit Keyboar monitor Destop model Tower model PERSONAL COMPUTERS Pentium family chips Typical clock speeds Pentium Processor 120, 133, 150, 166 and 200 MHz Pentium Processor with MMX technology 166,200 and 233 MHZ Pentium II Processor 233, 266, 300, 333, 350, 400 and 450 MHz Pen tium III Processor 450, 500, 750 and 800 MHz Pentium IV Processor 1 GHz and higher PERSONAL COMPUTERS Chức năng phổ biến của add-on card:  Network interface card (card mạng): thường là card NIC, cho phép một máy tính kết nối với mạng.  Fax modem card: cho phép máy tính kết nối với một máy tính ở xa thông qua đường dây điện thoại. Nó cũng cho phép một PC có thể chuyển tải hình ảnh truyền qua đường dây điện thoại đến một nơi khác.  Color and graphics adapter card: cần cho sự kết nối của một PC với một màn hình đồ họa.  Motion video card: tạo cho màu sắc hình ảnh chuyển động đầy đủ và đồng nhất với âm thanh được xuất ra trên màn hình. PERSONAL COMPUTERS Hai loại cổng kết nối mà PCs nào cũng có:  Serial port: Cổng nối tiếp này làm cho sự vận chuyển của chuỗi dữ liệu được dễ dàng, tại mỗi thời điểm thì một bit của chuỗi dữ liệu sẽ được chuyển. Cổng này kết nối với máy in tốc độ thấp và mordem.  Parallel port: Cho phép việc vận chuyển dữ liệu song song, đồng thời. Chuẩn phổ biến của cổng này chính là giao tiếp Centronics printer. Cổng này kết nối với máy in tốc độ cao, máy vẽ đồ thị, băng từ khôi phục, và ổ đĩa cứng mở rộng. TRẠM LÀM VIỆC - WORKSTATIONS Hai loại cổng kết nối mà PCs nào cũng có:  Serial port: Cổng nối tiếp này làm cho sự vận chuyển của chuỗi dữ liệu được dễ dàng, tại mỗi thời điểm thì một bit của chuỗi dữ liệu sẽ được chuyển. Cổng này kết nối với máy in tốc độ thấp và mordem.  Parallel port: Cho phép việc vận chuyển dữ liệu song song, đồng thời. Chuẩn phổ biến của cổng này chính là giao tiếp Centronics printer. Cổng này kết nối với máy in tốc độ cao, máy vẽ đồ thị, băng từ khôi phục, và ổ đĩa cứng mở rộng. TRẠM LÀM VIỆC - WORKSTATIONS Các nét đặc trưng của máy trạm:  Năng lượng sử dụng: Năng lượng dùng cho quá trình xử lí của máy trạm nhiều hơn (thường là 5 đến 10 lần) so với mức trung bình của một máy tính cá nhân.  Khả năng lưu trữ: Dung lượng bộ nhớ chính của máy trạm lớn (thường 0.5 đến vài GB).  Tính năng hiển thị: màn hình rộng với độ phân giải cao (19 inch hoặc hơn).  Thiết kế của bộ xử lý: CPU dùng trong máy trạm được thiết kế với kỹ thuật đặc biệt được biết đó là Reduce Instruction Set Computers (RISC).  Hệ điều hành: Chỉ sử dụng hệ điều dành cho máy trạm. Thường là Unix và Windows NT. MAINFRAME SYSTEMS  Là một hệ thống máy tính với mục đích sử dụng chính là điều khiển dữ liệu với quy mô lớn và xử lý thông tin của các tổ chức.  Một cấu hình đặc trưng của hệ thống mainframe bao gồm:  Host, front-end, and back-end computers  Console(s)  Storage devices  User terminal  Output devices MAINFRAME SYSTEMS MAINFRAME SYSTEMS MAINFRAME SYSTEMS 1. Host, front-end, and back-end computers:  Host computer làm phần lớn công việc tính toán và đưa ra chỉ thị điều khiển cho tất cả các computer khác.  Font-end computer được sử dụng cho việc điều khiển liên lạc với tất cả các điểm liên kết đến hệ thống máy tính.  Back-end computer được dùng để điều khiển hoạt động ra vào của dữ liệu (data I/O). MAINFRAME SYSTEMS 2. Console(s):  Một hoặc nhiều điểm kết nối với bảng điều khiển cũng được đặt trong phòng hệ thống.  Những điểm kết nối này dùng để kết nối với những tác vụ xử lí với máy chủ và được sử dụng bởi hệ thống quản lí và điều khiển tình trạng của hệ thống hoặc những hoạt động của hệ thống, chẳng hạn như thay đổi cấu hình của hệ thống, cài đặt phần mềm mới trên hệ thống, tạo sao lưu phục hồi cho hệ thống, MAINFRAME SYSTEMS 3. Storage devices:  Hệ thống mainframe phải có nhiều thiết bị đĩa từ. Thiết bị đĩa từ được đặt trong phòng hệ thống  Tất cả những dữ liệu từ đĩa từ được truy cập bởi máy chủ đến back-end computer.  Hệ thống main frame cũng có một vài thư viện băng đĩa từ dùng cho việc phục hồi hoặc sao lưu dữ liệu. Thư viện này cũng được đặt trong phòng hệ thống và được sử dụng bởi hệ thống quản trị và nó sẽ sao lưu một cách có hệ thống vào băng đĩa từ. MAINFRAME SYSTEMS 4. User terminals:  Người dùng có thể viết, kiểm tra, và thực thi chương trình của họ thông qua User terminals. 5. Output devices:  Hệ thống main frame thường có một vài máy in và một hoặc nhiều hơn máy thiết kế được kết nối đến back-end computer. SIÊU MÁY TÍNH - SUPERCOMPUTERS  Siêu máy tính được biết đó là máy tính mạnh nhất vầ đắt nhất hiện nay.  Những ứng dụng siêu máy :  Ngành công nghiệp dầu lửa đã sử dụng siêu máy tính để phân tích phần lớn những dữ liệu về địa chấn được tập hợp trong suốt quá trình tìm kiếm khảo sát dầu để xác định được vùng nào có thể sản xuất được.  Giúp cho ngành cơ khí sản xuất một cách hiệu quả trong việc phát triển thiết kế máy bay với hiệu suất cao thông qua các hình ảnh 3D, 4D,  Ngành công nghiệp ôtô sử dụng siêu máy tính để thiết lập các mô phỏng thiết kế của một xe trước khi nó được phát hành để sản xuất. Việc mô phỏng xe hơi trên màn hình máy tính sẽ có giá rẻ hơn, thể hiện rõ nét hơn và an toàn hơn một mô hình thô thực tế của xe. Điều này giúp thiết kế tốt hơn trong sản xuất ô tô, tạo ra các xe được an toàn hơn.  Kết cấu cơ khí công nghiệp sử dụng cấu trúc siêu máy tính phức tạp để giải quyết các vấn đề kỹ thuật mà nhà thiết kế của nhiều loại công trình dân dụng và cấu trúc cơ khí cần phải đối phó nhằm đảm bảo an toàn, độ tin cậy, và chi phí hiệu quả.  Ví dụ, các nhà thiết kế một cây cầu lớn để bảo đảm cây cầu phải làm việc trong các điều kiện không khí và áp lực từ gió, tốc độ,, và dưới sức tải khác nhau. Việc xây dựng và thử nghiệm thực tế của những cấu trúc thường có chi phí cao nhằm ngăn chặn hầu hết các trường hợp có thể xảy ra. Do đó kỹ thuật mô phỏng được sử dụng rộng rãi trong kết cấu cơ khí, mô phỏng máy tính của những vấn đề này là một hoạt động phức tạp và đòi hỏi một siêu máy tính mạnh để hoàn thành mô phỏng trong một thời gian hợp lý. Sử dụng mô hình toán học, kỹ thuật, kết hợp khác nhau có thể được thực hiện mà không cần phải đi thực tế xây dựng / sản xuất các cơ cấu và thiết kế tối ưu nhất có thể được chọn.  5. Các trung tâm khí tượng sử dụng siêu máy tính cho dự báo thời tiết.  Trong dự báo thời tiết và trong nghiên cứu liên quan đến bầu khí quyển của trái đất, các dữ liệu thời tiết trên toàn thế giới được cung cấp bởi một mạng lưới các vệ tinh không gian, máy bay, và đất là trạm truyền vào siêu máy tính. Những dữ liệu được một chương trình máy tính phân tích. Việc phân tích này bao gồm việc giải quyết các biểu thức toán học phức tạp để dự báo mô hình khí quyển và các quá trình khí hậu.  Ví dụ, ở Ấn Độ, Trung tâm Quốc gia Trung bình Phạm vi dự báo Thời tiết - National Center for Medium Range Weather Forecasting (NCMRWF), nằm ở New Delhi, hiện tại đang sử dụng các CRAY XMP-216 siêu máy tính cho những dự đoán thời tiết, là phương tiện truyền thông rất cần thiết cho sản xuất nông nghiệp Ấn Độ.  6. Tài liệu khoa học vật lý sử dụng siêu máy tính để thiết kế các vật liệu mới. Nghiên cứu công nghệ nano là lĩnh vực đòi hỏi phải nghiên cứu một cách tinh vi các vấn đề về cơ khí, điện, quang và cấu trúc đặc tính của vật liệu. Để có được điều này, nhà khoa học cần thiết phải mô phỏng vật liệu như cụm nguyên tử, chấm lượng tử, dây lượng tử, các nguyên tắc đầu tiên là sử dụng kỹ thuật động thái phân tử. Những mô phỏng được đánh giá cao tính từ các chúng kết hợp các động thái phức tạp của cấu trúc phân tử và điện tử. Do vậy những siêu máy tính rất cần thiết để hoàn thành các mô phỏng trong một thời gian hợp lý.  7. Phim truyền hình và các ngành công nghiệp sử dụng siêu máy tính để tạo ra các hiệu ứng đặc biệt cho các phim và các chương trình truyền hình. Siêu máy tính giúp đỡ trong sản xuất máy tính-intnges được tạo ra bằng cách sử dụng các tính năng đồ họa cao cấp trong một thời gian ngắn hơn nhiều so với thời gian thực hiện để tạo ra những hình ảnh trên máy vi tính nhỏ hơn. Các sản phẩm hình ảnh được kết hợp trên phim hay các chương trình truyền hình để tạo ra các hiệu ứng đặc biệt. Có như vậy, các siêu máy tính đã giảm mạnh thời gian cần thiết để sản xuất đầy đủ tính năng quay phim sử dụng một số các hiệu ứng đặc biệt. SIÊU MÁY TÍNH - SUPERCOMPUTERS  Ngành công nghiệp ôtô sử dụng siêu máy tính để thiết lập các mô phỏng thiết kế của một xe trước khi nó được phát hành để sản xuất.  Kết cấu cơ khí công nghiệp sử dụng cấu trúc siêu máy tính phức tạp để giải quyết các vấn đề kỹ thuật mà nhà thiết kế của nhiều loại công trình dân dụng và cấu trúc cơ khí cần phải đối phó nhằm đảm bảo an toàn, độ tin cậy, và chi phí hiệu quả.  Các trung tâm khí tượng sử dụng siêu máy tính cho dự báo thời tiết.  Tài liệu khoa học vật lý sử dụng siêu máy tính để thiết kế các vật liệu mới.  Phim truyền hình và các ngành công nghiệp sử dụng siêu máy tính để tạo ra các hiệu ứng đặc biệt cho các phim và các chương trình truyền hình. SIÊU MÁY TÍNH - SUPERCOMPUTERS  Siêu máy tính sử dụng hệ điều hành đa xử lý và các công nghệ xử lý song song để giải quyết những vấn đề phức tạp nhanh hơn.  Siêu máy tính hiện đại tích hợp hàng trăm bộ xử lý và cũng được biết đến như là bộ xử lý song song.  Máy tính xử lý song song có hai loại:  Chia sẻ bộ nhớ máy tính song song  Phân phối bộ nhớ máy tính song song(Distributed memory parallel computer) SIÊU MÁY TÍNH - SUPERCOMPUTERS 1. Chia sẻ bộ nhớ máy tính song song:  Hệ thống bộ nhớ chính được chia sẻ bởi tất cả các bộ xử lý. Bất kỳ thông tin liên lạc giữa các bộ xử lý thường diễn ra thông qua việc chia sẻ bộ nhớ.  Các máy này thì dễ dàng lập trình, nhưng số lượng các bộ xử lý thường nhỏ (16 đến 32 CPU) và bị giới hạn bởi băng thông của bộ nhớ chia sẻ. CPU CPU Hệ thống chia sẻ bộ nhớ CPU CPU Kết nối phần cứng SIÊU MÁY TÍNH - SUPERCOMPUTERS 1. Phân phối bộ nhớ máy tính song song:  Các bộ xử lý không chia sẻ bộ nhớ, và mỗi bộ xử lý có những bộ nhớ cục bộ riêng của nó.  Tất cả các thông tin liên lạc giữa các bộ xử lý được thực hiện bằng cách thông qua tin nhắn trên mạng mà kết nối với các bộ xử lý. Local memory CPU Local memory CPU Local memory CPU Local memory CPU Communicution network SIÊU MÁY TÍNH - SUPERCOMPUTERS  Tốc độ của một siêu máy tính hiện đại được đo bằng gigaflops và tcraflops. Một gifgaflops là một tỷ (109) phép toán số học dấu chấm động trên giây, và một teraflop là 1012 phép toán số học dấu chấm động trên giây.  Siêu máy tính cũng hỗ trợ đa luồng và có thể được truy cập bởi nhiều người dùng cùng một lúc.  Supercomputers thường được xem như là một tài nguyên quốc gia.??? SIÊU MÁY TÍNH - SUPERCOMPUTERS C-DAC của Param 10000 supercomputer SIÊU MÁY TÍNH - SUPERCOMPUTERS  Trong môi trường máy tính, có nhiều nguồn tài nguyên/dịch vụ được chia sẻ giữa nhiều người dùng như  Tập tin máy chủ  Cơ sở dữ liệu chủ  Máy in chủ  Tên máy chủ SIÊU MÁY TÍNH - SUPERCOMPUTERS  Mô hình về máy khách -máy chủ gồm các quyền sau đây: 1. Client - Khách: thực hiện quá trình khách hàng gửi yêu cầu phục vụ đến máy chủ. 2. Server – Chủ: thực thi quá trình xử lý của máy chủ, phục vụ các yêu cầu của khách hàng cho việc sử dụng nguồn tài nguyên được quản lý bởi máy chủ. Một máy chủ có thể là một máy trạm, một hệ thống lớn, thậm chí một siêu máy tính. 3 . Network - Mạng: liên kết tất cả các khách hàng và các máy chủ của cùng một môi trường máy tính với nhau. Các mạng có thể được chia thành mạng LAN hoặc WAN hoặc các mạng Internet. SIÊU MÁY TÍNH - SUPERCOMPUTERS  Mô hình về máy khách -máy chủ gồm các quyền sau đây: CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Trang 186 – Phần 3 shangyouhai@yahoo.com.vn