Supercomputer. Classificazione degli Elaboratori. Supercomputer. Bibliografia. 1.1c: Tipi di computer

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1 Prof. Alberto Postiglione Scienze della Comunicazione Facoltà di Lettere e Filosofia Università degli Studi di Salerno : Tipi di computer Informatica Generale (Laurea in Scienze della Comunicazione) Sistemi Complessi (Laurea Magistrale in Comunicazione, Audiovisivi e Società della conoscenza) 2 Bibliografia Curtin, Foley, Sen, Morin Informatica di base, Mc Graw Hill Ediz. Fino alla III : cap. 3.1, 3.2 IV ediz.: cap. 2.1, 2.2 Questi lucidi Wikipedia (voci supercomputer, p mainframe, minicomputer) Sito (notizie aggiornate sui supercomputer) Classificazione degli Elaboratori 3 I computer si differenziano per alcuni elementi prestazionali: Capacità e caratteristiche tecnologiche Le principali tipologie di computer sono: Mainframe Mini-computer Terminali conversazionali e terminali self-service Workstation, Personal Computer Notebook Netbook Personal Digital Assistant (PDA) e cellulari 4 Sono i calcolatori più veloci in assoluto. Capacità e Caratteristiche tecnologiche: La loro caratteristica è la potenza di elaborazione, che si raggiunge utilizzando hardware meno ingombrante di quello necessario ai computer che devono gestire grandi quantità di dati su memorie di massa Presentano un contenuto tecnologico molto avanzato Sono dotati di migliaia di processori che lavorano parallelamente Utilizzano programmi ad hoc spesso molto complessi Necessitano di personale altamente specializzato per il loro funzionamento 5 I Supercalcolatori sono di tipo special purpose, cioè sono dedicati ad attività specifiche. Usati in campo scientifico, militare o tecnico, dove il fattore tempo è essenziale: elaborazione di dati atmosferici simulazione di voli spaziali, progettazione automobili, aerei simulazioni militari. Hanno costi elevatissimi (milioni di Euro) di acquisto e di gestione 6 La potenza di elaborazione di un si misura in Teraflops (1 teraflop: Miliardi di operazioni in virgola mobile al secondo) in un secondo esegue un numero di operazioni che persone eseguirebbero in 125 anni usando una calcolatrice Petaflops (1 petaflop: Miliardi di operazioni in virgola mobile al secondo) 1961 IBM 7030 Stretch ha superato la soglia del megaflops M-13 ha superato la soglia di un gigaflops Intel ha superato la soglia di un teraflops IBM Roadrunner ha superato la soglia di un petaflops 2011 (entrerà in servizio nel novembre 2012) il Fujitsu K è arrivato a 8,2 petaflops 2012 il supercomputer Blue Gene/Q svilupperà 20 petaflops 1

2 della Com Comunicazione Università di Salerno di della Com Comunicazione Università di Salerno di Dei 10 supercomputer più potenti al mondo: 5 installati negli USA, 2 in Giappone, 2 in Cina, 1 in Francia 3 sono della Cray, 1 della IBM, 1 della Fujitsu, 1 della Bull, 1 della NEC/HP, 1 della NUDT, 1 della Dawning, 1 della SGI Queste statistiche sono aggiornate al giugno 2011 e reperibili al sito: ) 7 Il supercomputer IBM Blue Gene/P installato presso l Argonne National Lab presenta oltre 250,000 processori, raggruppati in 72 racks/cabinets connected e connessi tramite rete ottica ad altissima velocità. Potenza: PetaFlops 8 Attualmente il più potente computer è il K Computer, prodotto dalla Fujitsu (Giappone) è stato installato nel 2011 presso la RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS) in Giappone centro di eccellenza per ricerca e sviluppo di computazioni ad alta performance è dotato di processori di tipo SPARC64 VIIIfx 2.0GHz sviluppa 8,162 PetaFlops. Il secondo supercomputer in classifica è il Tianhe-1A prodotto dalla NUDT (Cina) è stato installato nel 2010 presso il National Supercomputing Center in Tianjin in Cina, importante centro di ricerca è dotato di processori di tipo Intel EM64T Xeon X56xx 2930 MHz dotato di GB di RAM sviluppa 2,566 PetaFlops 9 10 Il terzo supercomputer in classifica è il Jaguar prodotto dalla Cray (USA) è stato installato nel 2009 presso il DOE/SC/Oak Ridge National Laboratory a Oak Ridge nel Tennessee (USA), laboratorio di scienza e tecnologia gestito dal Ministero dell Energia degli USA è dotato di processori di tipo AMD x86_64 Opteron Six Core 2600 MHz sviluppa 1,759 PetaFlops Nelle prime 500 installazioni ci sono, in totale, relativamente ai paesi del G8 USA 255 Germania 30 Regno unito 27 Giappone 26 Francia 25 Russia 12 Canada 8 Italia 5 ma anche Cina 61, Svizzera

3 Mainframe 13 Nelle prime 100 installazioni ci sono 2 siti italiani (preceduti, tra gli altri, da Francia 3, Germania 2, Corea, Danimarca, Russia, Regno unito, Taiwan, Svizzera, Canada). Il primo sito italiano in classifica è il CINECA, al 54 posto è dotato di processori di tipo Intel EM64T Xeon X56xx 2400 MHz sviluppa 0,142 PetaFlops Il secondo sito italiano in classifica è l ENI, al 60 posto è dotato di processori di tipo Intel EM64T Xeon X56xx 2660 MHz sviluppa 0,131 PetaFlops 14 E un computer di elevata velocità, anche se non paragonabile a quella dei Capacità e Caratteristiche tecnologiche: Presenta un contenuto tecnologico avanzato, ma non del livello dei supercomputer E, di norma, un computer di grandi dimensioni (deve gestire on-line una grande quantità di memoria di massa e di periferiche) Può essere utilizzato da migliaia di utenti contemporaneamente mediante opportuni terminali Utilizza programmi appositamente costruiti anche complessi Necessita di personale specializzato per la gestione ma anche di personale senza grossa specializzazione per le operazioni di front-end (es: cassiere di banca, sportellista di una stazione, ecc ) E in grado di funzionare per anni senza interruzione e permette lo svolgimento di attività di manutenzione senza interrompere il lavoro. Mainframe Mainframe E un computer "general purpose. Usato da grossi enti o da grandi aziende o che devono elaborare enormi quantità di dati con alte prestazioni e grande affidabilità (per esempio per la gestione delle prenotazioni ferroviarie, aeree, nelle banche ecc.) Ha costi molto elevati di acquisto e di gestione anche perché richiede la presenza di molte unità periferiche (teminali, memorie di massa, stampanti, ecc ) che presentano un costo non indifferente La potenza di elaborazione di un si misura in MIPS (1 MIPS: 1 Milione di istruzioni al secondo) Il più veloce sistema mainframe, il System z9 IBM, oggi ha la potenza di circa 221,248 MIPS. i programmi mainframe sono scritti nei linguaggi di programmazione COBOL (per l 85% di essi) Assembly (circa 7%) PL/I (circa il 5%) C, C++, Java e altri (il rimanente 3%) in crescita Minicomputer Minicomputer 17 E un computer di media potenza, di classe intermedia tra i Mainframe e i computer personali Capacità e Caratteristiche tecnologiche: E, di norma, un computer di medie-piccole dimensioni, spesso solo poco più grande di un personal computer Presenta un contenuto tecnologico di fascia media ed è dotato (spesso) di multiprocessore Può essere utilizzato da centinaia di utenti contemporaneamente mediante opportuni terminali Può utilizzare sia programmi appositamente costruiti che programmi disponibili sul mercato consumer. Sono sufficienti poche unità di personale specializzato per la sua gestione ed è facilmente utilizzabile da personale senza grossa specializzazione per le operazioni di front-end 18 E un computer "general purpose. Usato da piccole e medie aziende e da enti medio-piccoli (università, sedi periferiche di un grossi enti, ecc ) come sistema dipartimentale. E tipicamente utilizzato per la gestione di archivi e per la contabilità e l amministrazione. Ha costi contenuti di acquisto (qualche decina di migliaia di euro) 3

4 Terminali conversazionali Terminali Self-service Nel caso di sistemi di elaborazione condivisi da più utenti (come i mainframes e i minicomputer), questi si collegano ai computer mediante terminali conversazionali, ossia unità specializzate per la comunicazione a distanza. Il terminale stupido Non presenta alcuna capacità di calcolo. Esso delega interamente i calcoli al minicomputer o al mainframe a cui è collegato È dotato solo di tastiera, mouse e monitor ed è privo di dischi Il terminale intelligente: è in grado di svolgere localmente una certa quantità di funzioni in modo da alleggerire i compiti del computer centrale a cui è collegato Sono terminali usati direttamente dagli utenti finali Bancomat Certificazione comunale Segreterie studenti universitarie Caratteristiche: Interfaccia semplice e chiara Uso di menu Schermi sensibili al tocco per l interazione con il computer Tastiera ridotta Funzioni di aiuto in linea Server Personal: Workstation Il nome indica che il computer fornisce servizi ai suoi utenti forniscono dati eseguono programmi I server possono essere di qualsiasi potenza o grandezza Il marketing associa la parola server al concetto di macchina potente è un termine che indica una stazione di lavoro individuale dall elevata capacità di calcolo, utilizzata da professionisti Presenta potenti processori dedicati alla grafica Utilizzati nella progettazione CAD (Computer Aided Design) grafica computerizzata (video) simulazione di processi complessi Ricerca scientifica limitati ( euro) 21 Il concetto di Computer Server ( servente ) è associato più alle funzioni che alle prestazioni (anche un normale PC non molto potente può fungere da server, per esempio in una rete locale) 22 Personal: Desktop Personal: Game console PC= Personal Computer (spesso detto anche Desktop) Il personal computer è: Il computer nella sua forma più comune, come siamo abituati a pensarlo È dotato di tutto il necessario per caricare programmi, elaborare dati e salvarli. A fine anni 70 quasi tutta la potenza generata dai computer su scala mondiale proveniva dai mainframes. A fine anni 80 il 99% della potenza generata dai computer su scala mondiale proveniva dai PC, mentre i grandi calcolatori ne generavano solo l 1%

5 Mobile: Laptop o Notebook Mobile: Laptop o Notebook della Com Comunicazione Università di Salerno di Il computer portatile (detto anche Notebook) è: potente come quelli da scrivania tradizionali di dimensioni ridotte Possiede alimentazione elettrica, ma funziona anche con batterie della Com Comunicazione Università di Salerno di particolarmente adatto per chi ha necessità di spostarsi senza rinunciare a lavorare, per esempio per fare proiezioni delle proprie presentazioni con l uso di videoproiettori Ha tastiera e mouse meno facili da utilizzare utilizzabile come computer da scrivania poiché è collegabile a una tastiera e ad un video di dimensioni standard Non ha grandi possibilità di collegamento di periferiche di I/O Mobile: Netbook (Subnotebook) Mobile: Tablet della Com Comunicazione Università di Salerno di Una versione meno performante del Notebook ma più ridotta in dimensioni Manca di alcuni elementi (ad esempio l'unità ottica), caratterizzato da schermi e tastiere picooli Presenta ridotta potenza di calcolo rispetto a un computer portatile della Com Comunicazione Università di Salerno di è un computer portatile alle dimensioni di una tavoletta che permette all'utente di interfacciarsi con il sistema direttamente sullo schermo mediante una penna o le dita. Un tablet PC è essenzialmente un laptop computer, dotato di un touchscreen ruotabile come dispositivo di input aggiuntivo un sistema operativo standard (eventualmente leggermente adattato) come Windows o Linux Mobile: ipad Mobile: Ebook reader 29 ipad è una linea di Tablet computer progettata, sviluppata e venduta dalla Apple, principalmente come piattaforma per media audio-video, inclusi libri, periodici, film, musica, giochi e contenuti web. Le dimensioni e il peso è compreso tra quelli degli smartphone e dei computer laptop. ipad usa lo stesso sistema operativo dell ipod e dell iphone. ipad può eseguire solo programmi approvati da Apple e distribuiti attraverso l'app Store di Apple (con l'eccezione di programmi che vengono eseguiti all'interno del browser web dell'ipad). 30 Un lettore E-book ha una forma simile a quella di un tablet computer. un tablet PC ha uno schermo più veloce con refresh più elevato che lo rende più adatto per l'interazione I principali vantaggi di lettori e-book sono una migliore leggibilità dei loro schermi soprattutto alla luce del sole e la durata della batteria. Questo risultato è ottenuto utilizzando la tecnologia di carta elettronica per visualizzare i contenuti ai lettori Qualsiasi dispositivo che consente di visualizzare testo su uno schermo può agire come un e-book reader, ma senza i vantaggi della tecnologia e-paper. 5

6 Mobile: Palmtop, palmare o PDA Smartphone 31 PDA = Personal Digital Assistant Dimensioni molto contenute (è contenuto palmo di una mano) Poca RAM, poca memoria di massa e processore non molto veloce input tramite apposita penna e riconoscimento scrittura (i PDA sono detti anche pencomputer) Alimentati a batteria e a corrente, con tastiera molto piccola Dotato di programmi di utilità, che gli permettono di comunicare voce, dati e immagini attraverso la rete telefonica navigare in Internet connettersi facilmente con Server, PC e portatili Agenda elettronica e Organizer Rubrica Telefonica Blocco Note Attività di ufficio (Fogli elettronici, videoscrittura, ecc.) Svago (Ascoltare musica e vedere filmati, leggere e-book, ) 32 Uno smartphone è un telefono mobile che combina le funzioni di un PDA e di un telefono cellulare. I tipi di computer: la Smart Card della Com Comunicazione Università di Salerno di Smart Card Usate nei cellulari o come carte in grado di ricevere e decodificare i segnali TV provenienti dal satellite Presentano un Microprocessore (programmabile) Una memoria EPROM (RAM che non ha bisogno di alimentazione elettrica) 33 6