Основные закономерности развития компьютерных систем

Действительно, сейчас стримеры в большинстве компьютеров найти не так-то

легко, но у крупных организаций (прежде всего государственных и, в

частности, военных) другого выбора все равно (пока..?) нет. Если учесть,

что объемы информации стремительно возрастают (в сотни раз за последнее

десятилетие), то нетрудно понять, что существующие дисковые накопители

оставляют желать лучшего в плане емкости, надежности и не в последнюю

очередь стоимости в расчете на мегабайт. А ленты по-прежнему являются

самыми емкими (емкость лент уже иногда исчисляется терабайтами) и очень

дешевыми носителями, которые, пережив некоторый кратковременный застой

(впрочем, а был ли он вообще?), снова живут и здравствуют. Но уже в иной

области и в несколько ином виде. Или рассмотрим технологию оптических

дисков. Первым подобным известным продуктом, живущим (и пока что неплохо…)

и в наши дни, является CD. Который затем трансформировался в DVD. Но уже

сейчас емкость DVD является предельно-недостаточной, причем вроде бы

дальнейшее развитие DVD представляется непростым. Означает ли это, что

оптическая технология исчерпала себя? Вовсе нет. Компания Constellation 3D,

например, пытаясь найти соответствующее решение, разработала действующие

образцы многослойных (не один десяток; для сравнения: у CD один, у DVD два

слоя, и дальнейшее увеличение их количества традиционными методами связано

с проблемами затухания луча при прохождении его через верхние слои) FMD-

носителей, основанных на способности некоторых материалов флуоресцировать

под воздействием света определенной длины волны.

А вот более близкий к пониманию пример. Известно, что с момента

появления первых РС процессор с материнской платой соприкасался большей

стороной (устанавливался в Socket’овый разъем). Где-то в 1996 году Intel

решила оснастить очередной процессор новым интерфейсом, при котором CPU бы

вставлялся в слот подобно, скажем, памяти. Однако данное решение за

несколько лет эксплуатации обнаружило ряд недостатков, и одним из главных

была повышенная стоимость. Поэтому, начиная с 2000-го г., компания свернула

производство слотовых процессоров, вернувшись к уже обкатанному варианту.

Хотя сначала казалось, что socket – вчерашний день.

Еще один интересный момент заключается в скорости развития технологий.

Закономерность в этой области еще очень давно, в 60-х годах, сформулировал

Г. Мур (Moore): производительность элементов КС удваивается каждые полтора

года. Этот закон актуален и поныне, хотя стоило бы уже говорить о годовом

периоде. Например, производители графических чипов взяли за правило

хорошего тона выпускать новый GPU каждые полгода, а плотность записи на HDD

c конца прошлого года увеличилась с 10 до уже почти 20 GB на сторону. Есть

мнение, что даже 9 месяцев, но, по-моему, это уже слишком. То есть мы имеем

дело не только с прогрессивным развитием, но и с его ускорением. Причем

ускорение видно также и во внедрении новых технологий в жизнь, а не только

в их совершенствовании (сравните время разработки плазменных панелей с

историей LCD-дисплеев, которые известны были еще во времена холодной

войны).

2.10 Падение стоимости на компьютеры

Все по тому же пресловутому закону Мура удвоение мощностей происходит

не просто так, а с сохранением стоимости. То есть сейчас мы наблюдаем как

минимум двукратное снижение стоимости на конкретный образец каждые год-

полтора. Также имеет место и общее (качественное) снижение цен на

компьютерные комплектующие, хотя в данном вопросе, правда, мы в основном

имеем виду персональные компьютеры. Например, сегодня вполне современный

процессор можно купить за 100 долларов, а цены на память упали просто до

неприличной отметки – можно выбирать, пользоваться ли в этом месяце

интернетом или добавить своей системе сотню-другую-третью (в зависимости от

провайдера и тарифного плана) миллионов байт RAM. То же касается

практически всех типов комплектующих. Модные сейчас 80-гигабайтовые

винчестеры стоят не более 200 долларов, в то время как не многим менее

солидно было бы обзавестись 40-гигабайтовым менее чем за 90. Если поделить

40 на 4, то разве можно было купить два, пускай даже полтора года назад 10-

гигабайтовый HDD за такие деньги? Вообще же в настоящее время 500 USD

хватит на так называемый «домашний» компьютер относительно неплохой

комплектации. Два года назад в принципе тоже бы хватило, но уже либо на

б/у, либо на собранный из устаревших комплектующих непонятного

происхождения очень сомнительного качества. А году скажем в 95-м? Да даже

на процессор с памятью не хватило бы.

Возможность снижения цен стала возможна благодаря повышению

производительности труда в данной сфере производства, а также благодаря

опыту применения фирмами разнообразных методов удешевления конечного

продукта – например, интеграции некоторых устройств на материнскую плату

или прямо в чипсет, применению программных решений и проч. Важно также

понять, что данная тенденция базируется не только на чистом прогрессе, но

во многом на экономических факторах: сейчас существует много фирм,

конкурирующих между собой и как следствие стремящихся максимально

усовершенствовать товар и снизить цены на него. Правда, многие из них

терпят серьезные убытки (было время, например, та же Intel продавала свои

Celeron’ы чуть ли не по себестоимости, лишь бы только удержать Low-End

рынок, а AMD заявила о получении за 2000-й год значительно меньшей прибыли,

чем рассчитывалось; аналогичную ситуацию мы можем наблюдать и со многими

другими фирмами, скажем VIA, а 3Dfx вот вообще разорилась…), но зато

пользователи остаются в наибольшей выгоде.

2.11 Будущие направления развития функций, реализуемых КС

Естественно, функциональные возможности КС эволюционируют не менее

быстро самих КС, часто, как было показано выше, опережая объективные

возможности последних. Как прогнозируют консультанты, в обозримом будущем

самое сильное влияние на широкий круг отраслей будут оказывать пять групп

технологий: технологии искусственного интеллекта, технологии

пользовательских интерфейсов, групповые технологии, сетевые технологии для

мультимедиа и инфраструктуры разработки. Помимо этого, специальное значение

имеют социальные технологии интернета, объектно-ориентированные системы,

параллельная обработка, интеллектуальные агенты и системы, основанные на

знаниях. По мнению Хуберта Делани, научного директора Advenced Computing

Environments корпорации Gartner Group основными направлениями

метаморфирования характера и способов использования компьютеров в последнее

время являются:

. Естественные пользовательские интерфейсы. Интерфейсы общения

компьютера и человека постепенно становятся в большей степени

ориентированными на мышление человека, используют естественные для

него средства связи, такие как графика, речь, мимика, жесты и т.д.

. Управление уровнем сложности. Хотя технологические инфраструктуры

обеспечивают более высокий уровень абстракции и нововведений,

будущие системы информационных технологий будут обладать

способностью сопровождать все увеличивающееся число сложных проблем

дружественным по отношению к пользователю решениями

. Интеллектуальная помощь. Чтобы удовлетворить потребности людей в

быстрой подсказке для ускорения работы, внутри приложений будет

использоваться наращиваемый список основанных на знаниях систем,

помогающих пользователям выполнить ранжирование задачи от простого

к сложному. От себя также отмечу такое явление, как повышение

интеллектуальности самих приложений, ибо только что невольно

столкнулся с примером, пусть и несколько примитивным: последние

несколько абзацев набраны в Word’97 без какого-либо ручного

форматирования и вообще с минимальным количеством действий с моей

стороны, так как все маркеры, выделения курсивом, выравнивание,

интервалы между абзацами, переносы и заглавные буквы ставились

редактором автоматически

. Изменяемая модульная структура. Удачные архитектуры будут допускать

наращивание и модификацию за счет применения базирующихся на

объектно-ориентированных технологиях модульных систем, которые

можно легко и недорого модифицировать

. Многообразие форм связи между людьми. Для того, чтобы усилить

средства связи, информационные технологии должны будут поддерживать

множество форм связи (мультимодальность). Например, пользователь,

сидящий в зале заседаний, может получить важное голосовое сообщение

на пейджер или компьютер. В данном случае ему нужна утилита

распознавания речи, которая расшифрует это сообщение для

дальнейшего прочтения

. Независимость доступа от местоположения. Пользователи будут иметь

доступ к вычислительным ресурсам независимо от своего

местоположения

. Прозрачность местоположения. Данные, обрабатывающие ресурсы, файлы

и сообщения автоматически вызываются независимо от их физического

расположения

На последних трех пунктах следовало бы остановиться особенно. Ведь по

существу поднимается вопрос о таком явлении, как централизация (в той или

иной степени). Прежде всего обратимся к истории. Сначала существовал только

один путь использования компьютера. Его куда-нибудь ставили и именно в этом

месте обрабатывали на нем все данные. Это централизованная модель. Вскоре

производительность обработки [информации] на компьютере настолько возросла,

что использовать его для работы только одного приложения стало просто

расточительством. В результате единственный вычислительный ресурс стал

распределяться между несколькими пользователями, находящимися в разных

местах. Это уже децентрализованная модель. Прошло время, и появился

персональный компьютер. Теперь каждый мог работать за персональным

компьютером, зачастую находящимся у него дома, а не быть заложником одной

большой удаленной машины. Это все еще продолжение развития

децентрализованной модели вычислений.

Сейчас же вновь появляется, если можно так выразиться, призрак

прошлого. Во-первых, это всеобщее проникновение IT-технологий во все сферы

экономики. Следовательно, возникает вопрос о максимальной эффективности

капиталовложений. Но, несмотря на меньшие капитальные вложения,

эксплуатация децентрализованной системы обходится значительно дороже и,

если не предполагать, что система нужна на год-полтора, дешевле приобрести

дорогой мэйнфрейм (естественно, что решаемые задачи должны быть

адекватными). Предпосылками создания подобных систем является значительный

прогресс в развитии средств передачи данных, например стандарт Fibre

Channel, который и создавался специально для организации кластерных систем.

Ниже на рис. 1 приведен пример схемы создания сети хранения данных на

основе технологии SAN, базирующейся на FC, которая дает сторедж-системам

преимущества технологий LAN/WAN и возможности по организации стандартных

платформ для систем с высокой готовностью и высокой интенсивностью

запросов.

Почти единственным недостатком SAN на сегодня остается относительно

высокая цена компонент, но при этом общая стоимость владения для

корпоративных систем, построенных с использованием технологии сетей

хранения данных, является довольно низкой.

Эффективность внедрения подобных систем хранения и обработки данных

подтверждается тем, что многие корпорации, стремясь к максимальной отдаче

от капиталовложений, заменили РС на терминалы, подключенные к мощным

серверам. Причины эффективности таких решений очевидны: отдельный

пользователь не использует весь потенциал своего РС, следовательно, большей

производительности при таких же или меньших денежных затратах можно

добиться путем распределения централизованных ресурсов между теми, кому они

в данный момент нужны.

Другие причины в необходимости высокоэффективных систем (прежде всего

систем хранения данных) заключаются во все большем распространении

глобальной сети и стремительным ростом объемов хранимой информации.

Примером этого роста, например, может служить факт, что когда в Пентагоне

после переноса накопленной информации на более емкие ленты тут же

выяснилось, что за время, понадобившееся для резервирования, объемы

информации возросли настолько, что опять требуется переход на новые

носители. Кстати, вот еще одна из современных закономерностей – перенос

центра тяжести с процессоро-ориентированных систем на дата-ориентированные

системы. Большой вклад в увеличение объема передаваемых и хранимых данных

является наметившееся в последнее время создание единого информационного

пространства, то есть когда самые разнообразные компьютерные системы и

отдельные устройства (локальные сети, персональные компьютеры, мобильные

телефоны, PDA и проч.) смогут быть объединены в одну глобальную сеть.

Причем при таком раскладе немаловажную роль играет стоимость, что опять-

таки говорит о необходимости использования централизованной модели хранения

и обработки данных.

Рис. 1. Пример организации сети хранения данных с использованием

технологии SAN

Вот как, например, некоторые компании предлагают решить вопрос

интернетизации населения. Зачем пользователю интернета дорогостоящий

компьютер, когда он по сути является всего лишь связующим элементом?

Значительные средства можно будет сэкономить, если использовать примитивный

терминал с подключенной к нему клавиатурой и монитором, который будет

формировать запросы, послать их на сервер и принимать ответ. Причем один из

вариантов предполагает отказ даже от монитора – ведь можно транслировать

сигнал на телевизионную антенну, благо телевизор есть почти у каждого.

В заключение пункта позвольте выразить my humble opinion по поводу

данного вопроса, дабы понять, о чем же идет речь. Как мне кажется, говорить

о централизации в том смысле слова, что все вычисления и хранение данных

будет выполняться на серверах, как это нередко понимается, немного наивно.

Да, мы только что упомянули о том, что многие корпорации используют

централизованные информационные системы в своей деятельности,

разрабатываются и уже разработаны различные сетевые решения, но не следует

путать одно с другим! Ведь не зря же мы отметили такое понятие, как

адекватность организации системы ее назначению. Для корпоративных

пользовтелей действительно необходимо хранить данные централизованно и

использовать ресурсы сети, так как в таком случае они получают большие

возможности при гораздо меньших накладных расходах. Сетевые решения активно

распространяются и в обыденной жизни - тот же интернет, мобильная связь по

сути являются неплохими примерами активного пользования услугами сети. Но я

никак не могу согласиться с тем, что «ставится под сомнение будущее того

класса компьютеров, на котором возросла империя Microsoft». Во-первых,

полная ориентация на использование сетей вряд ли возможна и сейчас, и в

достаточно отдаленном будущем ввиду, попросту говоря, отсутствия

присутствия самих сетей. Есть, конечно же, интернет, но эта сеть,

изначально существующая как низкоскоростная среда для передачи файлов и

сообщений, плохо приспособлена для передачи данных, которые требуют

гарантированной пропускной способности и минимальных задержек. А на

соответствующую модернизацию или создание другой распределенной сети

(сетей) уйдет уйма средств и времени. К тому же в распределенных системах

встает проблема несовместимости разнородных компонентов, которые не были

спроектированы для того, чтобы работать совместно. Во-вторых же, часто

централизация оказывается попросту не нужна (говоря в наших терминах,

неадекватна). Сделаем сравнение: в высокоразвитых странах (для конкретности

возьмем европейское сообщество) существует прекрасная система общественного

городского и междугородного транспорта, услугами которой пользуется много

людей. И в то же время почему-то почти у каждого есть непомерно дорогой,

нуждающийся в постоянном обслуживании, быстро устаревающий, потребляющий

тонны бензина, загрязняющий окружающую среду и вообще как будто бы

абсолютно не нужный личный автомобиль, и не каждый спешит отказаться от

целого вороха проблем и ездить на работу в метро.

«…мы наблюдаем бурное развитие локальных и глобальных сетей. Сетевые

возможности становятся обязательными атрибутами ОС для ПК, а сетевые

серверные ОС – ареной конкурентной борьбы ведущих компаний. … Потенциальные

возможности сетей… предлагают новые виды доступа к новым типам сетевых

функций, которые… окажут глубокое влияние на коммерческие организации и

пользователей… Уже сегодня можно видеть, что сети становятся все более

всеохватывающими и предоставляют пользователям рабочую среду, где бы они ни

оказались…». Бесспорно, со всем этим нельзя не согласиться, но также

следует помнить, что любое решение может быть рационально, и для любого

найдутся пределы рациональности. Да, создается единое информационное

пространство, IT-технологии, основанные на использовании коммуникаций,

распространяются все шире; растет роль сетевых компьютеров, требуются новые

технологии распределенного хранения данных. Но, по-моему, это ни в коем

случае не означает, что персональные компьютеры вскоре исчезнут и вместо

них появятся дешевые электронные блокноты, главным элементом которых будет

сетевой контроллер. И, как отмечалось выше, причина здесь не только в

низком уровне развития сегодняшних средств коммуникации.

Вряд ли речь идет о полной и вездесущей централизации (а даже если

вдруг предположить, что в будущем она и наступит, то это будет ой как еще

не скоро). То развитие сетевой сферы, которое невозможно не заметить,

скорее свидетельствует о широком распространении IT-технологий, а вовсе не

о начавшейся в них революции. Впрочем, время покажет.

3 Заключение

Какие же выводы можно сделать из всего, что было сказано выше, что

нас ждет в обозримом будущем? Во-первых, это снижение стоимости компьютеров

массового потребления, что позволит им стать такими же обыденными

предметами, как радио- и телевещание. Таким образом, главная черта будущих

РС – это не гигагерцы и терабайты, а доступность и распространенность. Хотя

без них тоже никуда не уйдешь, и наращивание мощности будет происходить

очень быстро (как мы сказали, примерно в два раза каждый год, причем

процесс все ускоряется), что позволит использовать естественные человеку

методы взаимодействия с машиной. Во-вторых, это все большее распространение

интернета и вообще сетевых технологий, создание единого информационного

пространства.

Если же делать прогноз на более отдаленное время, то, помимо всего

прочего, нельзя не сказать, что IT-индустрия уже подходит к очередному

технологическому барьеру: в том смысле, что дальнейшее наращивание

мощностей существующими методами станет нерентабельно либо вообще

невозможно. Например, если повышать производительность чипа, то придется

увеличивать степень интеграции, и когда-нибудь наступит такой момент, когда

начнут сказываться размеры отдельных атомов применяемых материалов. То же и

с магнитными носителями – увеличивать плотность записи на современные HDD

можно не до бесконечности. По мнению западных аналитиков, этот момент может

наступить уже к концу текущего десятилетия. Поэтому различными компаниями

ведутся исследования в области создания транзисторов на принципиально иных

материалах и применения оптических технологий для хранения информации.

Таким образом, человечество, возможно, стоит у порога очередной

технологической революции.

Если она произойдет, то, возможно, эволюция пойдет с еще более

впечатляющими эффектами. Со временем компьютеры станут изготавливаться из

других материалов, возможно, они станут квазибиологическими или бог весть

еще какими и, безусловно, очень маленькими; возможно, они обзаведутся

мощным интеллектом. А возможно, все будет иначе. Ведь развитие никогда не

бывает прямолинейным, и его нельзя предугадать, да и вообще делать прогнозы

на будущее – дело неблагодарное.

В любом случае, как мне кажется, эволюция компьютерных систем пока

еще находится на зачаточном этапе. То, что мы имеем сейчас, только начало.

Если предположить, что 21-й век станет веком информационных технологий, то

20-й являлся всего лишь предпосылкой к их появлению. Однако не будем

конкретизировать по поводу того, что они смогут дать людям. Ведь недаром на

дверях Intel написано: "It is a way to..." Вместо многоточия каждый может

поставить то, что ему больше нравится, что он видит. Путь именно "в...", а

вовсе не к бескрайним просторам интернета. Главное только, чтоб этот путь

не привел человечество к плачевным последствиям…

4 Список использованных источников

. Частиков А. П. История компьютера. Стр. 114-118

. iXBT.com. Владимир Савяк. SAS, NAS, SAN: Шаг к сетям хранения данных (6

ноября 2001 г.)

. Computerworld Россия 20 февраля 1996 г. Кевин Стамф. Ностальгический

взгляд на пятидесятилетнюю историю вычислительной техники

. Computerworld Россия 20 февраля 1996 г. Антониетта Поллески. Лицом к лицу

с будущим

. Computerworld Россия 16 января 1996 г. Михаил Борисов. Централизация.

Удар… Еще удар!

. Некоторые материалы Компьютерры от 30 октября, 6 ноября 2001 г.

-----------------------

??????????????–??/???????†???

[pic]

Страницы: 1, 2, 3