СИНФИ КОМПЮТЕРҲОИ БУЗУРГ

Таърихи рушду равнақи техникаи компютерӣ аз сохтан ва истифодаи мошинҳои электронии ҳисоббарори (МЭҲ, компютер) бениҳоят бузург оғоз ёфтааст. Ҷузъи пойгоҳии (элементи базавии) ин компютерҳо низ роҳи тӯлониро тай намудааст: аз лампаҳои электронӣ-вакумӣ сар карда, то схемаҳои интегралии абарқудрати муосир.

Имрӯз синфи компютерҳои бузургро мошинҳое ташкил медиҳанд, ки онҳо имкониятҳои гуногуни зиёд дошта, дар асоси дастовардҳои охирини илму техника сохта шудаанд. Барои амалигардонии ин мақсад ширкатҳои масъул маблағҳои зиёд сарф мекунанд. Бинобар он ин гуна компютерҳо хосиятҳои беҳтарини техникиро доро буда, бениҳоят эътимодноканд. Ҳаҷми онҳо низ нисбатан калон буда, барои ҷойгир карданашон масоҳати зиёдтар талаб карда мешавад. Бо онҳо якбора якчанд корбар кор карда метавонанд.

Синфи компютерҳои бузургро, дар навбати худ, ба ду гуруҳ ҷудо мекунанд: серверҳо ва абаркомпютерҳо.

Сервер (server – компютери асосии шабака) компютери пурқудрат буда, асосан дар марказҳои шабакаҳои компютерӣ истифода бурда мешаванд. Вазифаи аввалиндараҷаи сервер аз хизматрасонии компютерҳои алоҳидаи ба он пайванд ва шабакаҳои компютерӣ иборат аст. Дар сервер ҳаҷми бениҳоят зиёди иттилоот нигоҳ дошта мешавад. Имрӯз тараққиёти вусъатёбандаи системаҳои телекоммуникатсионӣ ба он сабаб гаштаанд, ки ин самти техникаи компютерӣ низ бо суръати баланд рушд карда тавонад.

Серверҳо вобаста ба вазифаи хизматиашон намудҳои хеле зиёд ва иқтидорҳои гуногун дошта метавонанд. Агар баъзеи онҳоро шартан ба синфи компютерҳои хурд мансуб донанд ҳам, қисми зиёди онҳо дар ҳақиқат компютерҳои азимро мемонанд. Вале қайд кардан зарур аст, ки компютери дилхоҳ низ сервер шуда метавонад. Барои ин кифоя аст, ки ба он барнома ва таҷҳизоти навъи зарурӣ насб ё илова карда шавад. Масалан, сервери сатҳи паст ва баъзан миёнаро бемамониат аз ҷузъҳо ва таҷҳизоти компютери фардӣ сохтан имконпазир аст. Дар ин маврид ҳам арзиши он дастраси умум мегардад ва ҳам он ба мисли компютерҳои муқаррарӣ ҷойи камро ишғол менамояд.

Ҳангоми интихоби серверҳо талаботи ҷиддӣ ба зудкорӣ ва эътимоднокии кориашон гузошта мешавад. Сервер бояд имконияти захира намудани нусхаҳои эҳтиётии иттилоотро дошта бошад. Корҳои профилактикӣ ва таъмирӣ бо серверҳо бояд тавре гузаронида шавад, ки фаъолияти онҳо ва компютерҳои бо онҳо пайванд ягон лаҳза қатъ нагардад. Қатъ гардидани кори сервер ба системаи коммуникатсионӣ халали ҷиддӣ ворид месозад ва ҳатто ба талафоти иттилоот низ оварда мерасонад.

Дар аксари мавридҳо дар нуқтаҳои кории компютерӣ серверҳоро барои хизматрасониҳои навъҳои гуногун ва мақсади нигаҳдории иттилоот истифода мебаранд. Масалан, агар як намуди серверҳо барои сохтан ва идоракунии пойгоҳи додаҳо ё бойгонисозии иттилоот истифода шаванд, намуди дигари онҳо барои таъмини робитаи факсӣ ё почтавӣ сафарбар мегарданд ва намуди сеюмашон бошад, идоракунии принтерҳои истифодаи умумро ба уҳда мегиранд. Аз ин рӯ, серверҳоро вобаста аз таъйиноташон чунин номгузорӣ мекунанд: серверҳои замимавӣ, файл-серверҳо, факс-серверҳо, серверҳои бойгонисоз, серверҳои хидмати почтавӣ, серверҳои хидмати чопӣ, серверҳои телеконфронсӣ ва ғайра.

Серверҳои замимавӣ. Ин навъи серверҳо дархостҳои аз нуқтаҳои кории шабакаҳои компютерӣ расидаро коркард менамоянд ва дастрасии муштариёнро ба таҷҳизот ва захираҳои оммавии системавӣ (принтерҳо, пойгоҳи додаҳо, маҷмӯи барномаҳо ва ғайра) таъмин менамоянд.

Файл-серверҳо (File Server, Data Server) барои пайвастан ва истифодабарии иттилооти дар пойгоҳи додаҳо маҳфузбуда пешбинӣ шудаанд. Дар онҳо дискҳои аз ҷиҳати устуворӣ хеле эътимоднок ва ҳаҷмашон бениҳоят калон (якчанд терабайт) насб гардидаанд.

Факс-серверҳо (Net Satis Faxion) барои ташкил намудани робитаи факсималии бисёрсуроғавӣ хизмат мерасонанд.

Серверҳои бойгонисоз (Storage Express System) барои сохтан ва нигоҳ доштани нусхаҳои эҳтиётии иттилоот дар шабакаҳои компютерии бузург хизмат мерасонанд. Вазифаи асосии ин навъ серверҳо дар вақти муайян ба таври худкор ва мунтазам дар дискҳои ҳаҷман калон нусхабардорӣ намудани иттилооти серверҳои дигари шабака мебошад.

Серверҳои хидмати почтавӣ (Mail Server). Дар айни ҳол ин навъи серверҳо барои муштариён серверҳои аз ҳама маъмул ба ҳисоб мераванд ва мавриди истифодаи қисми зиёди аҳолии кураи Замин қарор гирифтаанд. Онҳо дар шабакаҳо тавассути почтаи электронӣ ва қуттиҳои почтавӣ ба муштариён дар ташкил намудани хизматрасониҳои гуногуни робитавӣ кӯмак мерасонанд.

Серверҳои хидмати чопӣ (Print Server, Net Port) барои ба таври муштарак истифода бурдани принтерҳои шабакавӣ ё худ системавӣ хизмат мерасонанд.

Серверҳои телеконфронсӣ барои ташкил намудани конференсияҳои байни ду ва зиёда муштариёни дар нуқтаҳои гуногун ҷойгирбуда пешбинӣ шудаанд. Онҳо аз компютерҳое иборатанд, ки дар онҳо таҷҳизот ва барномаҳои хизматрасонии телеконфронсӣ насб гардидаанд. Ин навъ серверҳо ба воситаи дурбинҳои махсуси электронӣ имконияти пайвастани иштирокчиёни телеконфронс ва коркарди худкори тасвирҳои видеоиро таъмин менамоянд.

Ҳамин тариқ, таъйиноти ҳар гуна компютерро аз рӯи таъминоти барномавии он муайян кардан мумкин аст. Аз ин рӯ, ҳангоми ба компютери дилхоҳ насб кардани барномаҳои мувофиқи шабакавӣ, онро ба компютер-сервер табдил додан мумкин аст. Илова бар ин, як компютер-сервер дар як вақт якбора метавонад якчанд вазифаро иҷро кунад. Масалан, метавонад ҳам сервери почтавӣ, ҳам сервери навиди тоза, ҳам сервери замимавӣ ва ғайра бошад. Албатта дар чунин мавридҳо аз компютерҳои махсус – абарсерверҳо (суперсерверҳо) истифода мебаранд. Мақсад аз истифодаи ин навъ серверҳо аз он иборат аст, ки иттилоот бештар муттамарказонида шавад ва он ба теъдоди зиёдтари корбарони шабака дастрас бошад. Абарсерверҳо аз рӯи имконият ва хосиятҳояшон ба абаркомпютерҳо хеле наздиканд. Солҳои охир маҳз ба ҳамин навъи серверҳо талабот зиёдтар шудааст.

Абаркомпютерҳо намуди махсуси компютерҳое мебошанд, ки онҳо барои ҳалли масъалаҳои басо мушкили ҳисоббарорӣ ва иҷрои супоришҳои ҳаҷман калони бо суръати бениҳоят баланд амалишаванда, аз қабили тарҳрезии равандҳои мураккаб, таҳияи низоми пешгӯиҳо, нигаҳдорӣ ва коркарди иттилооти аз ҳад зиёд ва ғайра пешбинӣ шудаанд. Хусусияти асосии абаркомпютерҳо дар он аст, ки онҳо ба таври параллелӣ – якбора дар як вақт якчанд супоришро иҷро карда метавонанд.

Яке аз ширкатҳои машҳури олам, ки ба истеҳсоли абаркомпютерҳо машғул аст, ширкати Cray Research ба шумор меравад. Таъсисдиҳандаи он Сеймур Крей (ИМА) мебошад. Аввалин абаркомпютери ин ширкат, ки Cray-1 ном дорад, миёнаи солҳои 70-уми асри гузашта сохта шуда, тамоми оламро ба ҳайрат гузошта буд. Зудкории он дар як сония ба даҳҳо ва ҳатто садҳо миллион амали арифметикӣ баробар буд. Ғояи пайдоиши абаркомпютерҳо ба кӯтоҳ намудани масофаи байни ҷузъҳои электронии компютер ва ташкили кор якбора бо якчанд протсессори ба таври параллел фаъолияткунанда асос ёфтааст.

Мейнфреймҳо ба навъи компютерҳои бузурги ҳамакора (универсалӣ) дохил мешаванд. Онҳо солҳои 80-уми асри XX ба арсаи таърих қадам гузоштаанд. Яке аз истеҳсолкунандагони асосии мейнфреймҳо ширкати IBM мебошад. Ин навъ компютерҳо барои ҳалли доираи васеи масъалаҳои илмӣ-техникӣ ва хизматрасонӣ истифода шуда, мошинҳои мураккаб ва хеле гаронбаҳо ба ҳисоб мераванд. Мейнфреймҳо аз дигар навъи компютерҳо аз рӯи эътимоднокӣ, зудкорӣ ва имконияти васеи интиқоли иттилоот – дохилкунӣ ва хориҷкуниашон фарқ мекунанд. Бо онҳо ҳазорон нуқтаҳои корӣ ё микрокомпютерҳои корбаронро пайваст кардан мумкин аст.

Мейнфреймҳоро асосан корхонаҳое истифода мебаранд, ки дар онҳо на камтар аз 200-300 ҷойи корӣ мавҷуд бошад. Аз онҳо инчунин ширкатҳои бузург, сохторҳои ҳукуматӣ, бонкҳо ва ғайра ба таври васеъ истифода мебаранд.

Принсипи коркарди иттилоот дар абаркомпютерҳо. Тавре маълум аст, компютерҳои дар асоси архитектураи Ҷон фон Нейман сохташуда ҳар як дастури барномаи компютериро пайдарпай, яъне аз рӯи алгоритми хаттӣ иҷро мекунанд. Азбаски ҳар як дастури навбатӣ танҳо пас аз иҷроиши дастури қаблӣ аз тарафи протсессор иҷро карда мешавад (яъне дастурҳо барои иҷрошавӣ ба навбат меистанд), бинобар он ҳалли масъала дар ин навъи компютерҳо вақти зиёдро талаб менамояд.

Дилхоҳ системаи ҳисоббарорӣ маҳсулнокии олитарини худро вақте соҳиб шуда метавонад, ки агар он бо ҷузъҳои зудсуръат таъмин бошад ва миқдори хеле зиёди амалҳоро ба таври параллел иҷро карда тавонад. Абаркомпютерҳо айнан ҳамин тавр, яъне аз рӯи принсипи истифодаи бисёрпротсессораи (мултипротсессора) коркарди иттилоот амал менамоянд. Маҳз имконияти фаъолияти параллелии таҷҳизоти гуногуни система асоси зудамалии суперкомпютерро ташкил менамояд.

Ғояи асосии ин принсип аз он иборат аст, ки алгоритми ҳалли масъала ба зерқисмҳои алоҳида ҷудо карда шуда, онҳо барои иҷро ба якчанд протсессори параллел амалкунанда мунтазам тақсим карда мешаванд. Азбаски дастурҳои барномавӣ якбора бо ёрии якчанд протсессори мустақили ба ҳамдигар алоқаманд коркард мешаванд, бинобар он суръати кори абаркомпютер низ аз ин ҳисоб ба таври чашмрас боло меравад. Ҳисоббарориҳои параллелӣ махсусан ҳангоми кор бо массивҳои (маҷмӯъ) калони ададии ҷадвалҳои электронӣ, ки бо онҳо бояд миқдори хеле зиёди амалҳо дар як вақт иҷро гарданд, ба таври васеъ татбиқ карда мешавад.

Дар мавриди истифодаи системаҳои мултипротсессорӣ барои ҳалли масъалаҳое, ки дар онҳо ба таври параллелӣ иҷро кардани амалҳо душвортар аст, принсипи конвейерӣ татбиқ карда мешавад. Асоси коркарди конвейериро иҷрои амали алоҳида дар якчанд зина (қадам, микроамал), бо интиқоли натиҷаҳои ҳар як зина ба зинаи навбатӣ, ташкил менамояд. Яъне ҳар як зинаи болоӣ (навбатӣ) натиҷаи иҷрои микроамали зинаи поёниро барои худ ҳамчун додаҳои аввала қабул намуда, микроамали ба худаш супурдашударо иҷро менамояд ва натиҷаи кори худро ба зинаи навбатӣ (протсессори оянда) мефиристад. Миқдори микроамалҳо бояд бо миқдори микропротсессорҳо мувофиқ бошад. Дар ин маврид маҳсулнокии система аз он ҳисоб баланд мегардад, ки якбора дар ҳама зинаҳои гуногуни система амалҳои зиёд (мубодила, додугирифти микроамалҳо) иҷро мегарданд.

Тарзи конвейерии коркарди иттилоот вақте самараи хуб дода метавонад, ки агар конвейер бо кор пурра таъмин бошад ва суръати интиқоли додаҳои нав (навбатӣ) бо маҳсулнокии максималии конвейер мутобиқ бошад. Агар додаҳо бо дермонӣ дастраси зинаҳо гарданд, он гоҳ ба таври параллелӣ миқдори ками амалҳо иҷро мегарданд, ки ин ба пастравии маҳсулнокии конвейер оварда мерасонад.

Ғояи ин принсип ба тарзи конвейерии дар як тан васл намудани (сохтани) қисмҳои алоҳидаи худгард хеле монад аст: коргарон (мутахассисон) дар назди конвейер қатор истода, пай дар пай, яке асоси худгардро болои конвейер мегузорад, дигаре ба асоси он чархҳоро мечаспонад, сеюмин ба он муҳаррикро насб менамояд, чаҳорумин дарҳоро мустаҳкам мекунад ва ғайра. Ҳар қадар раванди амалиётгузаронии коргарон содатар ташкил шуда бошад, ҳамон қадар миқдори зиёдтари коргаронро барои иҷрои ҳамон навъи амал сарфарбар кардан мумкин аст ва аз ин ҳисоб суръати умумии кори коргоҳро баланд ва ҳаҷми истеҳсолотро афзун гардонидан мумкин аст.

Дигар хусусияти фарқкунандаи абаркомпютерҳо аз он иборат аст, ки онҳо бо протсессорҳои махсуси векторӣ таъмин шудаанд. Ин навъ протсессорҳо барои ба таври параллел иҷро намудани амалҳо бо объектҳои бисёрченакаи ададӣ (вектору матритсаҳо) пешбинӣ шудаанд. Амалҳои векторӣ имконияти беҳтарини бо кор пурра таъмин намудани конвейери ҳисоббарорро муҳайё месозанд. Ҳангоми иҷрошавии фармони векторӣ ҳар як амали мушаххас якбора ба ҳамаи ҷузъҳои як вектор ё ҷузъҳои мувофиқи ҷуфти векторҳо татбиқ мегардад. Дар ин мавридҳо як миқдор вақти муайян барои омодасозии конвейер барои иҷрои амали мушаххас сарф мегардад, вале баъд операндҳои (бузургӣ) амал бо суръати максималии имкондиҳандаи хотира ба конвейер равона карда мешаванд.

Дар протсессорҳои векторӣ регистрҳои ададӣ ва механизми конвейери параллелӣ татбиқ гардидаанд. Маҳз татбиқи ин механизм корро бо объектҳои бисёрченака хеле осон гардонидааст. Агар ҳангоми истифодаи протсессори муқаррарӣ амалҳо бо компонентҳои вектор дар алоҳидагӣ (дастурҳои пайдарпай) иҷро шаванд, пас онҳо дар протсессори векторӣ, бо истифода аз дастурҳои махсуси векторӣ, яклухт иҷро мегарданд.

Абаркомпютерҳои замони муосир бо параметрҳои зерин истеҳсол карда мешаванд:

Абаркомпютерҳоро дар марказҳои илмӣ барои ҳалли масъалаҳои мураккаби риёзӣ, физикӣ, геофизикӣ, обу ҳавосанҷӣ ва ғайра истифода мебаранд. Имрӯз абаркомпютерҳо татбиқи худро дар ҳисоббарориҳои калони биржавӣ ва молиявӣ низ ёфтаанд.

Тибқи пешдиди мутахассисон талабот ба абаркомпютерҳо бояд сол то сол кам гардад. Яке аз сабабҳои асосиро онҳо дар нархи бисёр гарон доштани абаркомпютерҳо мебинанд. Нархи онҳо миллионҳо доллари амрикоиро ташкил медиҳад, ки он барои аксари ширкату муассисаҳо дандоншикан аст. Зиёда аз ин, синфи компютерҳои хурд пайваста бо иқтидорҳои зиёдтар ва нишондиҳандаҳои хубтар истеҳсол шуда истодаанд. Иқтидори баъзе аз онҳо бо иқтидори абаркомпютерҳои намунаҳои пештара аллакай баробар шудааст. Ин маънои онро дорад, ки ғояи коркарди мултипротсессории иттилоот дар ин синфи компютерҳо низ татбиқи худро ёфтааст. Интизорӣ меравад, ки абаркомпютерҳо бо мурури замон танҳо вазифаи абарсерверҳоро иҷро мекардагӣ мешаванд.