Arquitectura de sistemas informáticos: clasificación y definición

Las soluciones informáticas modernas pueden serClasificados en función de su referencia a una arquitectura particular. Pero, ¿qué puede ser ella? ¿Cuáles son los principales enfoques para entender este término?

La arquitectura de los sistemas informáticos como un conjunto de componentes de hardware.

¿Cuál es la esencia del concepto de "arquitectura"?sistema informático? Bajo el término apropiado, en primer lugar, podemos entender el conjunto de componentes electrónicos que conforman una PC, interactuando dentro de un algoritmo particular usando varios tipos de interfaces.

Los principales componentes que forman parte del sistema informático son:

• dispositivo de entrada;
• chipset de computación principal;
• dispositivos para almacenar datos;
• Componentes diseñados para mostrar información.

A su vez, cada uno de los componentes marcados.Puede incluir una gran cantidad de dispositivos individuales. Por ejemplo, el conjunto de chips de computación principal puede incluir un procesador, un conjunto de chips en una placa base, un módulo de procesamiento de gráficos. En este caso, el mismo procesador puede constar de otros componentes: por ejemplo, el kernel, la memoria caché, los registros.

Basado, de hecho, a partir de la estructura deComponentes de hardware de la PC, se determina qué arquitectura del sistema informático está construido. Consideremos los criterios principales según los cuales se puede clasificar una u otra solución computacional.

Clasificación de sistemas informáticos

De acuerdo con el enfoque común en el entorno experto, los sistemas informáticos en su arquitectura pueden incluir:

• a las computadoras grandes;
• a minicomputadoras;
• a las computadoras personales.

Cabe señalar que esta clasificaciónMuchos expertos consideran obsoletas las soluciones informáticas, de acuerdo con las cuales se puede determinar la arquitectura de un sistema informático. En particular, las mismas computadoras personales de hoy se pueden dividir en un gran número de variedades, muy diferentes en cuanto a propósito y características.

Así, comoLos sistemas informáticos, la arquitectura informática pueden clasificarse según distintos criterios. Sin embargo, el esquema designado es considerado tradicional. Será útil considerarlo con más detalle. De acuerdo con esto, el primer tipo de computadora, aquellos que se relacionan con la arquitectura de máquinas grandes.

Grandes computadoras

Mainframes, o mainframes, más a menudoutilizado en la industria - como centros de datos para diversos procesos de producción. Se pueden instalar chips potentes, de muy alto rendimiento.

Arquitectura del sistema informático consideradaPuede realizar hasta varias decenas de miles de millones de cálculos por segundo. Las computadoras grandes son incomparablemente más caras que otros sistemas. Como regla general, su mantenimiento requiere la participación de un número bastante grande de personas con las calificaciones necesarias. En muchos casos, su trabajo se lleva a cabo dentro de las divisiones organizadas como el centro de cómputo de la empresa.

Minicomputadora

Informática y arquitectura de la computadoraLas redes basadas en ellas pueden representarse mediante soluciones clasificadas como mini-computadoras. En general, su propósito puede ser similar al de los mainframes: el uso de un tipo apropiado de computadora en la industria es bastante común. Pero, por regla general, su uso es típico de empresas relativamente pequeñas, empresas medianas, organizaciones científicas.

Minicomputadoras modernas: oportunidades.

En muchos casos, el uso de estas computadoras.Realizado solo para la gestión efectiva de redes intracorporales. Por lo tanto, las soluciones consideradas se pueden utilizar, en particular, como servidores de alto rendimiento. También están equipados con procesadores muy potentes, como, por ejemplo, el Xeon Phi de Intel. Este chip puede operar a una velocidad de más de 1 teraflops. El procesador correspondiente está diseñado para fabricar tecnología de proceso de 22 nm y tiene un ancho de banda de memoria de 240 GB / s5.

Computadoras personales

El siguiente tipo de arquitectura de computadora es PC. Probablemente sea el más común. Las PC no son tan potentes y de alto rendimiento como los mainframes y las micro computadoras, pero en muchos casos son capaces de resolver problemas tanto en la industria como en la ciencia, sin mencionar las tareas típicas de los usuarios, como el lanzamiento de aplicaciones y juegos.

Otra característica notableCaracterizando las computadoras personales, es que sus recursos pueden ser agrupados. La potencia de cálculo de un número suficientemente grande de PC, por lo tanto, puede ser comparable al rendimiento de arquitecturas de computadora de una clase superior, pero, por supuesto, es muy difícil alcanzar sus niveles nominalmente con la ayuda de una PC.

Todavía la arquitectura de los sistemas informáticos.Las redes basadas en computadoras personales se caracterizan por su versatilidad, en términos de implementación en diversas industrias, disponibilidad y escalabilidad.

Ordenadores personales: clasificación

Como señalamos anteriormente, las PC se pueden clasificar en un gran número de variedades. Entre ellos: computadoras de escritorio, computadoras portátiles, tabletas, PDA, teléfonos inteligentes, que combinan PC y teléfonos.

Como norma, los más potentes y productivos.Las arquitecturas tienen escritorios; Los menos potentes son los teléfonos inteligentes y las tabletas debido a su pequeño tamaño y la necesidad de reducir significativamente los recursos de los componentes de hardware. Pero muchos de los dispositivos relevantes, especialmente los modelos top, en términos de velocidad, en principio, son comparables con los modelos de portátiles y equipos de escritorio líderes.

La marcada clasificación de las PC indica suUniversalidad: en ciertas variedades pueden resolver tareas típicas de usuario, producción, científico, laboratorio. El software, la arquitectura de los sistemas informáticos del tipo apropiado en muchos casos están adaptados para ser utilizados por un ciudadano común que no tiene capacitación especial, lo que puede ser requerido por una persona que trabaja con una computadora central o una mini computadora.

¿Cómo establecer la asignación de una solución informática a una PC?

El criterio principal para asignar computación.Las soluciones para PC son un hecho de su orientación personal. Es decir, el tipo apropiado de computadora está diseñado principalmente para ser utilizado por un usuario. Sin embargo, muchos de los recursos de infraestructura a los que se refiere, son indiscutibles de naturaleza social: esto puede relacionarse con el ejemplo de uso de Internet. Si bien la solución computacional es personal, la eficiencia práctica en su uso solo se puede registrar si una persona tiene acceso a las fuentes de datos generadas por otras personas.

Clasificación de software para arquitecturas informáticas: mainframes y minicomputadoras.

Junto con la clasificación de las computadoras,considerado anteriormente, también hay criterios para atribuirse a ciertas categorías de programas que se instalan en los tipos apropiados de computadoras. En cuanto a los mainframes y aquellos que están cerca de ellos por propósito, y en algunos casos, el rendimiento de las mini computadoras, ellos, como regla, se dan cuenta de la posibilidad de usar varios sistemas operativos adaptados para resolver problemas específicos de producción. En particular, los datos del sistema operativo pueden adaptarse para lanzar diversas herramientas de automatización, virtualización, implementación de estándares industriales, integración con varios tipos de software de aplicación.

Clasificación de software: ordenadores personales

Se pueden presentar programas para PC ordinarios.en las versiones que están optimizadas para resolver, a su vez, las tareas del usuario, así como las de producción que no requieren el nivel de rendimiento que caracteriza a los mainframes y las minicomputadoras. Existen, por tanto, programas para PC industriales, científicos, de laboratorio. Software, la arquitectura de los sistemas informáticos del tipo apropiado depende de la industria específica en la que se utilizan, del nivel deseado de habilidades del usuario: es obvio que las soluciones profesionales para el diseño industrial pueden no estar diseñadas para una persona que solo tiene conocimientos básicos en la aplicación de programas informáticos.

Programas de PC en diversas variedades.tener en muchos casos una interfaz intuitiva, varios documentos de referencia. A su vez, el poder de los mainframes y las minicomputadoras se puede aprovechar al máximo, no solo siguiendo las instrucciones, sino también si el usuario cambia regularmente la estructura de los programas que se ejecutan: esto puede requerir conocimientos adicionales, por ejemplo, relacionados con el uso de idiomas. programacion

Niveles de arquitectura de software para PC.

El concepto de libro de texto "arquitectura de sistemas informáticos".La informática, según las opiniones de su autor, puede interpretarse de diferentes maneras. Otra interpretación común del término correspondiente implica su correlación con los niveles de software. En este caso, no es de importancia fundamental en qué sistema de computación en particular se implementan los niveles de software correspondientes.

De acuerdo con este enfoque, bajoLa arquitectura de la computadora debe entenderse como un conjunto de varios tipos de datos, operaciones, características del software utilizado para mantener el funcionamiento de los componentes de hardware de la computadora, así como crear las condiciones en las que el usuario puede aplicar estos recursos en la práctica.

Arquitecturas de nivel de software

Los expertos identifican las siguientes arquitecturas básicas de sistemas informáticos en el contexto del enfoque para comprender el término relevante:

• arquitectura lógica digital de una solución informática, de hecho, hardware de PC en forma de varios módulos, celdas, registros, por ejemplo, aquellos ubicados en la estructura del procesador;
• microarquitectura a nivel de interpretación de diversos microprogramas;
• arquitectura de los comandos especiales de radiodifusión - a nivel de ensamblador;
• la arquitectura de interpretación de los comandos correspondientes y su implementación en el código del programa que sea comprensible para el sistema operativo;
• arquitectura de compilación que le permite realizar cambios en los códigos de programa de varios tipos de software;
• Arquitectura de lenguajes de alto nivel, que permite adaptar códigos de programa para resolver problemas específicos del usuario.

Valor de la clasificación de la arquitectura del software

Por supuesto, esta clasificación en contexto.considerar este término como apropiado para los niveles de software puede ser muy condicional. La arquitectura de la computadora y el diseño de los sistemas informáticos, dependiendo de su capacidad de fabricación y propósito, pueden requerir diferentes enfoques de los desarrolladores en la clasificación de los niveles de software y, de hecho, para comprender la esencia del término en cuestión.

Aunque los datos de presentaciónTeóricamente, su comprensión adecuada es de gran importancia, ya que contribuye al desarrollo de enfoques conceptuales más efectivos para construir ciertos tipos de infraestructura de computación, y permite a los desarrolladores optimizar sus soluciones a las necesidades de los usuarios que resuelven problemas específicos.

Resumen

Así, hemos definido la esencia del término "arquitecturaSistema informático ”, la forma en que se puede ver en función de un contexto determinado. De acuerdo con una de las definiciones tradicionales, la arquitectura adecuada puede entenderse como la estructura de hardware de una PC, que predetermina su nivel de rendimiento, especialización y requisitos para la calificación de los usuarios. Este enfoque implica la clasificación de las arquitecturas de computadoras modernas en 3 categorías principales: mainframes, minicomputadoras y PC (que, a su vez, también pueden representarse mediante varios tipos de soluciones informáticas).

Como regla general, cada tipo de arquitecturas especificadasDiseñado para resolver ciertos problemas. Los mainframes y minicomputadoras son los más utilizados en la industria. Con la ayuda de una PC, también es posible resolver una amplia gama de problemas de producción, para llevar a cabo desarrollos de ingeniería; la arquitectura de los sistemas informáticos correspondiente también se adapta para esto. El trabajo de laboratorio, los experimentos científicos con esta técnica son cada vez más claros y eficientes.

Otra interpretación del término en cuestión.Implica su correlación con niveles específicos de software. En este sentido, la arquitectura de los sistemas informáticos es un programa de trabajo que garantiza el funcionamiento de una PC, así como la creación de condiciones para utilizar su poder de cómputo en la práctica para resolver diversas tareas de los usuarios.