Введение в экономические информационные системы и технологии (стр. 6 из 29)
Практически реализовать этот принцип можно несколькими путями:
Путь первый - параллелизм выполнения операций достигается аппаратнопрограммным путем при так называемой «конвейерной организации». Каждая команда при любой организации выполнения реализуется за несколько тактов. Суть «конвейерной организации» состоит в том, что еще на тактах выполнения очередной команды начинается выполнение следующей команды. Этот путь реализуется на ЭВМ с одним микропроцессором. Команды выполняются как бы на конвейере – работа ведется сразу с несколькими командами: одна команда близка к завершению, вторая – наполовину выполнена, а третья еще только начала выполняться и т.д. Сегодняшние микропроцессоры фирмы Intel способны выполнять одновременно до 4 команд.
Путь второй - параллелизм достигается применением в ЭВМ одновременно нескольких микропроцессоров и реализуется на так называемых мультипроцессорных системах.
Один из первых компьютеров с этой архитектурой назывался ALR Revolution – O-SMP. В 1994 г. он был признан лучшим компьютером года. Этот компьютер мог оснащаться четырьмя 90- или 100 мегагерцевыми процессорами Pentium и, как утверждал журнал PC-Computing: «Мощности этой машины достаточно, чтобы поддерживать финансовую систему в масштабах небольшой страны». В настоящее время производятся серверы, содержащие десятки процессоров типа Pentium-4, более того, появились так называемые двухядерные микропроцессоры, в одном корпусе которых размещены два микропроцессора. Выпускаются также суперкомпьютеры, содержащие несколько тысяч микропроцессоров.
Путь третий – параллелизм достигается применением специальных процессоров с очень большим количеством разрядов (в несколько раз большим по сравнению с обычным процессором). Суть этой архитектуры, названной «архитектурой сверхдлинного слова», состоит в том, что процессор одновременно работает над несколькими командами, которые записаны в одно машинное слово.
Говоря об архитектуре компьютера с точки зрения принципов организации и функционирования вычислительной системы имеют в виду общую логическую организацию цифровой вычислительной системы, определяющую процесс обработки данных в конкретной системе и включающую: методы кодирования данных, состав, назначение и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.
Так, например, архитектура IBM-ESA – для IBM совместимых компьютеров, или архитектура DEC AXP – архитектура компьютеров фирмы DEC. Несмотря на внешнее подобие компьютеров, возможность решать одни и те же задачи, программы, написанные для компьютеров одного типа архитектуры, не работают в компьютерах с другой архитектурой функционирования вычислительной системы.
Архитектура нейрокомпьютеров
Суть этой архитектуры: выполнение заданий осуществляется по принципу работы мозга живых систем. Отдельные микропроцессоры рассматриваются как нейроны головного мозга. Поэтому нейрокомпьютер это вычислительная система с массовым параллеллелизмом.
Нейросетевая тематика, как таковая, является междисциплинарной, ей занимаются как разработчики вычислительных систем и программисты, так и специалисты в области медицины, финансово-экономические работники, химики, физики и т.п.
Приведем некоторые наиболее устоявшиеся определения нейрокомпьютера, принятые в конкретных научных областях.
| № | Научное направление | Определение нейровычислительной системы |
| 1 | Математическая статистика | Нейрокомпьютер - это вычислительная система, автоматически формирующая описание характеристик случайных процессов или их совокупности, имеющих сложные, зачастую априори неизвестные функции распределения. |
| 2 | Математическая логика | Нейрокомпьютер - это вычислительная система алгоритм работы которой представлен логической сетью элементов частного вида - нейронов, с полным отказом от булевых элементов типа И, ИЛИ, НЕ. |
| 3 | Пороговая логика | Нейрокомпьютер - это вычислительная система, алгоритм решения задач в которой представлен в виде сети пороговых элементов с динамически перестраиваемыми коэффициентами и алгоритмами настройки, независимыми от размерности сети пороговых элементов и их входного пространства. |
| 4 | Вычислительная техника | Нейрокомпьютер - это вычислительная система с MSIMD архитектурой, в которой процессорный элемент однородной структуры упрощен до уровня нейрона, резко усложнены связи между элементами и программирование перенесено на изменение весовых коэффициентов связей между вычислительными элементами. |
| № | Научное направление | Определение нейровычислительной системы |
| 5 | Медицина (нейробиологический подход) | Нейрокомпьютер - это вычислительная система, представляющая собой модель взаимодействия клеточного ядра, аксонов и дендридов, связанных синаптическими связями (синапсами) (т.е. модель биохимических процессов ,протекающих в нервных тканях). |
| 6 | Экономика и финансы | Устоявшегося определения нет, но чаще всего под нейровычислителем понимают систему, обеспечивающую параллельное выполнение "бизнес-транзакций" с элементами "бизнес-логики". |
Следовательно, основные преимущества нейрокомпьютеров связаны с массовым параллелизмом обработки, что обуславливает высокое быстродействие, низкие требования к стабильности и точности параметров элементарных узлов, устойчивость к помехам и разрушениям при большой пространственной размерности системы, причѐм устойчивые и надѐжные нейросистемы могут создаваться из низконадѐжных элементов, имеющих большой разброс параметров.
Применение: там, где требуется большое быстродействие (физика – описание ядерных процессов; экономика – расчет рисков при операциях с ценными бумагами.
2.5. Варианты исполнения компьютеров
Для различных условий использования компьютеры выпускают в нескольких вариантах исполнения. Рассмотрим их.
1. Настольные компьютеры. Они рассчитаны на установку в офисе, кабинете квартиры, лаборатории и т.д., но обязательно в стационарных условиях.
Практика, однако, показала, что средства вычислительной техники требуются и в командировке, и в экспедиции, и даже при поездке в автомобиле по городу (на встречу к коллеге по бизнесу и т.п.). Поэтому разработчики СВТ постоянно работают над проблемой их миниатюризации.
2. Исторически первыми из портативных появились наколенные компьютеры. Внешне они выглядят как чемоданчики, массой – 5-10 кг.
3. Следующим шагом на пути миниатюризации явились блокнотные компьютеры (note book). Эти компьютеры имеют размеры небольшого кейса (часто сами помещаются в кейс), массу 2-5 кг, Толщину 2-10 см или чуть больше. По своим характеристикам (типом микропроцессора, быстродействием, размерами ОЗУ и ѐмкостью памяти на винчестере, разрешением и цветностью мониторов и, соответственно, ценой) различные модели блокнотных компьютеров могут существенно отличаться.
Пример 1. Ноутбук на основе микропроцессора Pentium 4 с тактовой частотой 2, 7 ГГц, имеет ОЗУ 248 Мб, DVD, CD-RW, два USB2 – порта для подключения периферийных устройств. Масса – 3 кг. Цена (начало 2004 г.) – около $2000.
Пример 2. Компания Gateway обновила модельный ряд своих ноутбуков, представив серию недорогих портативных компьютеров M250.
Ноутбук Gateway M250
В минимальной конфигурации лэптоп M250 оснащается процессором Intel Celeron M 360 (тактовая частота 1,4 ГГц, 1 Мб кэш-памяти второго уровня), 256 Мб оперативной памяти DDR2 SDRAM и жестким диском емкостью 40 Гб со скоростью вращения шпинделя 4200 оборотов в минуту. Широкоформатный жидкокристаллический дисплей с диагональю четырнадцать дюймов поддерживает разрешение 1280 x 768 пикселей, видеоподсистема использует встроенный в чипсет графический контроллер Intel Graphics Media Accelerator 900.
В ноутбук устанавливаются комбинированный привод для оптических носителей CD-RW/DVD, слот для сменных флэш-карт памяти, стереофонические динамики, сетевой контроллер Gigabit Ethernet и модем 56k с поддержкой протокола
v.92. Кроме того, предусмотрен контроллер для подключения к беспроводным локальным сетям IEEE 802.11b/g. В дополнение к стандартным портам ввода/вывода имеются разъем IEEE 1394 (FireWire) и аналоговый пятнадцатиконтактный разъем DSub для внешнего монитора.
Размеры портативного компьютера составляют 325 х 243 х 28-31 мм, вес - около
2,3 кг. Комплект поставки включает операционную систему Microsoft Windows XP Home, приложения Adobe Acrobat Reader 6.0, McAfee AntiSpyware, Microsoft Works 8.0 и Norton Internet Security. Стоит устройство 700 долларов США (со скидкой). При необходимости можно приобрести более мощную модификацию ноутбука с процессором Pentium M 725A (тактовая частота 1,6 ГГц) и 512 Мб оперативной памяти по цене в 900 долларов.
4. Помимо блокнотных выпускают субблокнотные ЭВМ (размером с крупную книгу и массой порядка 1.5 кг).
5. Самые миниатюрные сегодня карманные ЭВМ (пример их - электронная записная книжка). Масса – до 0.5 кг.
Пример параметров современного ноутбука. Японская корпорация Fujitsu обновила летом 2005 г. линейку своих портативных компьютеров Loox, представив модель с индексом T70M (придет на смену Loox T75L и LT). По сравнению с предыдущими модификациями, субноутбук Loox T70M незначительно уменьшился в весе и потребляет меньше электроэнергии, что, по заявлениям производителя, позволило продлить время автономной работы до одиннадцати часов (при использовании дополнительного аккумулятора).