Вл.В.Воеводин, А.П.Капитонова. "Методы описания и классификации вычислительных систем". Издательство МГУ,1994 1 Архитектура вычислительных систем Наиболее перспективным и динамичным направлением увеличения скорости решения прикладных задач является широкое внедрение идей параллелизма в работу вычислительных систем. К настоящему времени спроектированы и опробованы сотни различных компьютеров, использующих в своей архитектуре тот или иной вид параллельной обработки данных. В научной литературе и технической документации можно найти более десятка различных названий, характеризующих лишь общие принципы функционирования параллельных машин: векторно-конвейерные, массивно-параллельные, компьютеры с широким командным словом, систолические массивы, гиперкубы, спецпроцессоры и мультипроцессоры, иерархические и кластерные компьютеры, dataflow, матричные ЭВМ и многие другие. Если же к подобным названиям для полноты описания добавить еще и данные о таких важных параметрах, как, например, организация памяти, топология связи между процессорами, синхронность работы отдельных устройств или способ исполнения арифметических операций, то число различных архитектур станет и вовсе необозримым. Попытки систематизировать все множество архитектур начались после опубликования М.Флинном первого варианта классификации вычислительных систем в конце 60-х годов и непрерывно продолжаются по сей день. 2. Струйные принтеры Методу струйной печати уже почти сто лет. Лорд Рейли , лауреат нобелевской премии по физике, сделал свои фундаментальные открытия в области распада струй жидкости и формирования капель еще в прошлом веке, датой рождения технологии струйной печати можно считать только 1948 год. Именно тогда шведская фирма Siemens Elema подала патентную заявку на устройство, работающее как гальванометр, но оборудованное не измерительной стрелкой , а распылителем, с помощью которого регистрировались результаты измерений. И даже теперь, спустя почти полвека, эта гениально простая система печати применяется, например, в медицинских приборах . Правда, жидкостный осциллограф способен печатать лишь кривые, а не тексты и графики. Эта эффективная схема была усовершенствована , и появился новый струйный принтер , функционирующий по принципу непрерывного распыления красителя или печати под высоким давлением. Разработчики воспользовались закономерностью, выявленной лордом Рейли : струя жидкости стремится распасться на отдельные капли . Нужно только чуть подправить случайный процесс распадения струи, накладывая с помощью пьезоэлектрического преобразования на струю красителя , выбрасываемую под высоким давлением (до 90 бар), высокочастотные колебания давления. Таким способом может выбрасываться до миллиона капель в секунду. Их размеры зависят от геометрической формы сопел-распылителей и составляют всего лишь несколько микрон, а скорость, с которой они долетают до бумаги, достигает 40 м/с. Благодаря высокой скорости полета капель допускается использовать поверхности с сильными неровностями и в зависимости от требований к качеству печати размещать их на расстоянии 1-2 см от сопла-распылителя. В результате можно наносить маркировку, например данные о сроке годности товара на картонные коробки, бутылки, консервные банки, яйца или кабели. Эту технологию печати нетрудно узнать по точкам, кажущимся неравномерными и как бы обтрепанными. С начала 70-х годов необычайно активизировалась исследовательская деятельность, направленная на создание систем без недостатков, свойственных системам печати под высоким давлением. Первое решение, найденное специалистами - печатающие головки с пьезоэлектрическими преобразователями, испускающие по запросу отдельные капли красителя. 3.Функциональная схема конструкции механизма накопителя на жестких дисках Устройство винчестеров Этой статьей мы открываем серию материалов в нашей <Энциклопедии:> о винчестерах компьютера. Винчестер или накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД) является одним из важнейших составляющих компьютера, без которого работа практически невозможна. В Европе и России более популярно обозначение HDD (Hard Digital Disk). От его надежности зависит стабильность операционной системы и других подсистем. Винчестер относится к подгруппе накопителей на магнитных дисках и очень популярны в наше время, так как имеют высокое быстродействие и плотность записи по сравнению с оптическими носителями. Первый жесткий диск был сконструирован компанией IBM и носил маркировку <30/30>, что соответствовало обозначению популярного ружья <винчестер>, отсюда название и <переползло> на жесткие диски. Первым серийным HDD стал пятидюймовый ST-506 емкостью 6 Мбайт, который был выпущен компанией Seagate в 1979 году, и стал основой всех последующих накопителей. Основа любого винчестера - это несколько круглых металлических несгибаемых пластин, покрытых магнитным слоем. Зачастую при разработке используются оригинальные конструкционные материалы, имеются отличия в расположении узлов, но принципы работы большинства накопителей одинаковы. Основными элементами конструкции типового на­копителя на жестких дисках являются: -Магнитные диски -Головки чтения/записи -Механизм привода головок -Двигатель привода дисков -Печатная плата с электронной схемой управления -Разъемы, элементы конфигурирования и монтажа Чтобы понять формирование логической структуры HDD (и принципы установки операционных систем в том числе), необходимо знать его физическое устройство. Стандартный винчестер состоит из гермоблока (HDA - Head Disk Assembly) и платы электронного блока. Гермоблок включает в себя все механические части (шасси, диски, двигатели), на плате - вся уп­равляющая электроника, за исключением предусилителя, размещенного внут­ри гермоблока вблизи головок. Внутри гермоблока установлен шпиндель с одним или несколькими магнит­ными дисками, расположенными друг над другом. Под ними расположен двигатель. Ближе к разъемам, с левой или правой стороны от шпинделя, находится поворотный позиционер маг­нитных головок. Обмотка позиционера представляет собой постоянный магнит (статор). Позиционер раньше часто соединялся с платой предусилителя гибким ленточным кабелем, теперь они соединяются одно­жильными проводами. Гермоблок заполняется воздухом с давлением в одну атмосферу для создания <воздушной подушки> между дисками и головками. Требования к чистоте воздуха чрезвычайно велики - не должно быть пылинок размером более 0,3 мкм. В связи с этим винчестеры ни в коем случае нельзя разбирать. Плата схемы управления вставляется в разъем гермоблока.