PAC- Performance-centered Adaptive Curriculum for Employment Needs
Programa ERASMUS: Acción Multilateral - 517742-LLP-1-2011-1-BG-ERASMUS-ECUE
MASTER DEGREE:
Industrial Systems Engineering
ASIGNATURA ISE3:
Electrónica para Sistemas Industriales (EIS)
MÓDULO 4:
Circuitos VLSI básicos en la arquitectura de ordenadores
TAREA 4-3: Plataformas PC
Nombre Apellido1 Apellido2
Electrrónica para Sistemas Industriales
Plataformas PC 2
Contenido TAREA 4-3: Plataformas PC .............................................................................................................................................3
1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ...........................................................................................................................3
2.PLATAFORMAS PC .......................................................................................................................................................6
2.1 COMPUTADOR DE SOBRMESA ....................................................................................................................6
2.2 LAPTOP .................................................................................................................................................................... 12
2.3 SERVIDORES.........................................................................................................................................................16
2.4 ESTACIONES DE TRABAJO(WORKSTATION)...................................................................................19
2.5 SUPERCOMPUTADORES...............................................................................................................................21
3. CONCLUSIONES ......................................................................................................................................................... 25
4. BIBLIOGRAFÍA Y/O REFERENCIAS ................................................................................................................... 26
5. ENLACES DE INTERÉS ............................................................................................................................................ 26
Índice de figuras
Figura 1: Colossus, primera computador totalmaente
electrónica.......................................................Fehler! Textmarke nicht definiert.
Figura 2: Imagén de UNIVAC II .....................................................................................................................................5
Figura 3: CDC 6600 y CDC 7600................................................................................................................................5
Figura 4: Placa base con sus componentes .......................................................................................................7
Figura 5: Disco duro .............................................................................................................................................................8
Figura 6: Torre con los elementos interconectados ...................................................................................9
Figura 7: Diferentes dispositivos de entrada/salida......................................................................................10
Figura 8: Imagen de un Laptop Estandar.............................................................................................................13
Figura 9: Cluster de servidores....................................................................................................................................17
Figura 10: El Cray 1 fue el primer supercomputador "moderno"........................................................23
Figura 11: Supercomputadora Intel iPSC/860....................................................................................................24
Índice de tablas Tabla 1: Clasificación básica de las generaciones de computadoras .............................................3 Tabla 2: Comparación entre laptops y ordenadores de sobremesa .............................................15
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Plataformas PC 3
TAREA 1-1: FUNCIONES Y CARACTERÍSTICAS DE IS.
CONCEPTOS DE ORDENADORES (Formato Título 1)
1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS.
Podemos comenzar con una historia común para todos, ya que todas
las plataformas no son mas que variaciones y evoluciones sobre la idea
originaria de obtener una máquina que pudiese realizar operaciones lógicas a
traves de las instrucciones adecuadas.
En los sólo 50 años de vida de los computadores, los avances en
suarquitectura y en la tecnología usada para implementarlos han
permitidoconseguir una evolución en su rendimiento sin precedentes en ningún
otrocampo de la ingeniería.
Dentro de este progreso la tecnología ha mantenido un ritmo de
crecimiento constante, mientras que la contribución de la arquitecturaha sido
más variable. En los primeros años de los computadores (desde el 45 hasta el
70) la mejora provenía tanto de los avances tecnológicos como de
innovaciones en el diseño. En una segunda etapa (aproximadamente de los 70
a mediados de los80) el desarrollo de los computadores se debió
principalmente al progreso en la tecnología de semiconductores, que obtuvo
mejoras impresionantes endensidad, velocidad y disipación de potencia. Gracias
a estos avances elnúmero de transistores y la frecuencia de reloj se
incrementaron en un orden de magnitud en la década de los 70 y en otro en
la de los 80. Posteriormente tanto la tecnología como la arquitectura tuvieron
una influencia fundamental en dicha evolución, cuyo ritmo se ha acelerado
actualmente. En la década de los 90 el número de transistores y la
frecuenciade reloj se han multiplicado por 20.
Hay quien indica que este avance de la velocidad se reducira a medida
que nos acerquemos a los límites físicos de la tecnología, a partir de este
momento se hara fudamental el diseño de arquitectura de Ordenadores.
Vamos a realizar una clasificación sobre las computadoras en
generaciones, dependiendo de sus avances y características básicas.
Tabla 1: Clasificación básica de las generaciones de computadoras
Generación Fechas Caráteristica
Tecnología Básica
Otros avances
tecnológicos
Arquitectura
Primera 1946-
1957
Válvula de vacio Memoria de
ferrita
Modelo von
Neumann
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Veamos algunos ejemplos de computadoras antes de adentrarnos en
sus usos de hoy en día, y viendo como originariamente estos dispositivos eran
usados por grandes corporaciones o gobiernos siendo su uso inexistente para
los hogares o incluso empresas.
El primer ejemplo de computor con un programa almacenado lo
encontramos en Inglaterra en la segunda guerra mundial (1943) diseñado para
descifrar mensajes nazis. Su tecnología se basaba en válvulas de vacio. Y fue
llamado Colossus.
Figura 1: Colossus, primera computadora totalmente electrónica
Aunque es en 1946 cuando se considera el origen de la historia de
computadores con la llegada del ENIAC( Electronic Numerical Integrator and
Calculator), pesaba unas 30 toneladas y consumía 150 KW. Constituido por
Cintas
magnéticas
Disco magnético
Segunda 1958-
1963
Transistor Incremento
capacidad de
memorias
Memoria virtual
Interrupciones
Segmentación
Tercera 1964-
1971
Circuito Integrado
SSI-MSI
Disco
Winchester
Microprogramación
memoria cache
Cuarta 1971-
1980
LSI
Microprocesadores
Memorias de
semiconductores
Quinta 1981- VLSI Incremento de
capacidad de
memoria y
discos
Computadores
RISC
Superescalares
Supersegmentados
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100.00 válvulas de vacio realizaba operaciones 100 veces más rápido que una
persona. La programación se efectuaba con cables y con conmutadores.
Ya entrando en la decada de los 50 encontramos los primeros ordenadores
comerciales llamados UNIVAC I y II o también la serie 700 de IBM
Figura2: Imagén de UNIVAC II
Con la llegada del transistor Aparece el IBM 7030 o stretch el primer
computador que usaba segmentación. Otros aparecierón también estos fuerón
por ejemplo: CDC 6600 y CDC 7600 diseñados por Seymour Cray, estos
poseian cierto grado de capacidad gráfica lo que llevo al desarrollo de las
primeros lenguajes de programación de alto nivel, como FORTRAN, COBOL y
LISP. Apareciendo el procesamiento por lotes, que será el comienzo de los
sistemas operativos.
Figura 3: CDC 6600 y CDC 7600
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Plataformas PC 6
El siguiente avance tecnológico es la invención de los circuitos
integrados. Esta tecnológia permitió la reducción del tamaño de los
computadores así como aumentar su velocidad. Cada año se podian
incrementar el número de transitores en una placa sin que aumentase el
precio (dio lugar a la ley de Moore). Dos ejemplos de esta época fueron
B2500 y B3500 de Borroughs.
Con la siguiente evolución 1971, los microprocesadores, que se
producjo al implentar la tecnología LSI. Se consiguio añadir 100.000
transistores en un chip. Lo que abarataría los usos de una compuadora tanto
que permitio su entrada en los hogares de la mano del Macintosh(Apple).
Vamos a ver ahora como se han producido ramificaciones en el mundo de las
computadores en estos últimos 40 años, llevadas por las necesidades de
comunicación y avance del internet por el mundo. En concreto vamos a
estudiar la siguientes plataformas:
Ordenador de Sobremesa.
Portátiles
Estaciones de trabajo
Servidores
Mainframes
Supercomputadores
2. Plataformas PC
2.1 ORDENADOR DE SOBREMESA
Como su nombre indica es un equipo diseñado para ser utilizado en
una ubicación fija y heredero dierecto de todos los aances producidos desdel
el comienzo de l historia de las computadoras.
Dentro de el campo de los ordenadores de Sobremesa los podriamos
dividir en los orientados al hogar y los orientados al puesto de trabajo. Los
primeros tienen una función más dedicada al mundo multimedia y
entretenimiento las cuale suelen carecer de gestión por parte del usuario ya
que estas tareas carecen de tareas.
Por el contrario en los ordenadores dedicados al ambito profesional,
estos deben realizar tares importantes como la redacción de memorandos,
presentaciónes, informes, comunicación con otras empresas, contabilidad...
Debemos observar que mientras el manteniemiento en el caso de un particular
se limita a una o dos computadores. Para una empresa puede convertirse en
un parque de cientos o miles de computadores.
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-COMPONENTES-
Torre o caja
Esta contiene los elementos más importantes para su funcionamiento, los
elementos gozan de bastante espacio y siempre hay espacio para
modificaciones, ampliar propiedades o sustiruir piezas obsoletas. El diseño de
la torre es importante ya que de una buena ventilación de esta depende el
funcionamiento adecuado de el microprocesador. Denttro de la Torre
encontramos:
PLACA BASE
Esta es una parte fundamental del ordenador en ella encontramos los
siguiente elementos:
Uno o varios conectores de alimentación: por estos conectores, una
alimentación eléctrica proporciona a la placa base los diferentes voltajes e
intensidades necesarios para su funcionamiento.
El zócalo de CPU es un receptáculo que recibe el microprocesador y lo
conecta con el resto de componentes a través de la placa base.
Las ranuras de memoria RAM, en número de 2 a 6 en las placas base
comunes.
El chipset: una serie de circuitos electrónicos, que gestionan las
transferencias de datos entre los diferentes componentes de la
computadora (procesador, memoria,tarjeta gráfica, unidad de
almacenamiento secundario, etc.)
Figura 4: Placa base con sus componentes
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DISCO DURO
En informática, un disco duro o disco rígido (en inglés Hard Disk Drive,
HDD) es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que emplea un
sistema de grabación magnética para almacenardatos digitales. Se compone de
uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran
velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada
una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una
delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.
Figura 5: Disco duro
EL MICROPROCESADOR
Situado en el Zocalo de la placa base y el cual nos determinara el
rendimiento máximo de nuestro computadore.
UNIDADES LECTORAS ÓPTICAS
Estos elementos (ya sean CD, DVD o BLU-RAY) Permitten una
transferencia de datos másivos entre computadoras así como como poder
tranportar los datos fácilmente, si bien su uso se esta viendo mermado
ultimamente por las grandes transferencias de datos en internet y la aparición
de memórias flash masivas, así como discos duros portátiles ultrapequeños. Se
siguen montando en las torres ya que existen mucha información actualmente
sobre estos medios ópticos.
TARJETA GRÁFICA
Este elmento ha pasado de ser opcional a convertirse en un elemento
indispensable en la arquitectura de una torre de computadora. Esta tarjeta
traduce los datos de la CPU para que sean comprensibles por un monitor u
otra unidad de salida gráfica. Ejemplos muy comunes de estas tarjetas son los
módelos NVIDIA y ATI, con sus chips gráficos Geforce y Radeon
Respectivamente.
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Plataformas PC 9
De forma estandar encontramos la unidad de ventilación fuente de
alimentación, dichos elementos aunque no intervienen en la lógica de los
procesos si proveen de refrigeración y energía a la computadora. Factores
indispensables para el buen fucionamiento.
Por último en la Torre se puede añadir otros tipos de tarjetas, como
Tarjeta-TV, otros tipos de unidades lectoras de información (tarjetas FLASH,
SD). Esto da idea de lo configurable y de la libertad que ofrece el ordenador
de sobremesa. Pudiendo tener un Ordenador de Sobremesa para toda la vida.
Figura 6:Torre con los elementos interconectados
Una de las características más importantes que diferencian a los
odernadores de sobremesa de otro tipos de computadoras. Es que el
dispositvo para representar la informción(monitor, video proyector...) se
encuentra situado como un elemento periferico esto quiere decir que en un
ordenador de sobremesa cuando hablamos de la computadora solo nos
referimos a la torre. Por lo general las salidas gráficas se realizan sobre
monitores, de los cuales encontramos en el mercado multitud de módelos y
tenologías. Siendo los más novedosos los de tecnología táctil(óptimos para el
sistema operativo Windows8).
Otros dispositvos de entrada/salida indispensables para el
funcionamiento de computador son el teclado y el ratón. Los cuales permiten
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introducir información en nuestro computador y utilizar los diferentes
softwares.
En General podemos encontrar más dispositvos de
entrada/salida(periféricos) que aunno siendo imprescindibles si se han
convertido en muy utiles según depende del uso.
Vemos algunos ejemplos en la imagen inferior:
Figura 7: Diferentes dispositivos de entrada/salida
-MANTENIMIENTO DE UN ORDENADOR DE SOBREMESA-
HARDWARE
La computadora de escritorio, como cualquier máquina, está sujeta a
defectos y averías. La incidencia de una avería en un usuario doméstico suele
reducirse a una mera molestia. En el ámbito empresarial el impacto de una
avería supone como poco, la pérdida de tiempo de trabajo de un empleado.
Pero existen casos donde hay pérdida monetaria y de imagen. Generalmente,
en puestos de trabajo de atención al público; por ejemplo, en las ventanillas
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de una oficina bancaria, o en el puesto de trabajo de un broker o Agente de
bolsa.
Además debido a la flexibilidad de componentes que ofrece este tipo
de computadoras, las reparaciones pueden realizarse en el mismo lugar, sin
tener que desplazar el dispositivo(en la mayoria de los casos). Además permite
una actualización de dispositivos de forma que el ordenador nunca quede
desfasado siendo esta de forma paulatina pero constante.
SOFTWARE
Todas las computadoras necesitan software para funcionar. La
instalación de software en miles de equipos repartidos por una oficina o
diversas sedes no es nada trivial. Además, esta actividad es prácticamente
obligatoria en la empresa. Las actualizaciones de software y los parches de
seguridad son necesarios para evitar las mismas consecuencias que tendría
una avería del hardware. Los problemas típicos de una empresa respecto al
software de escritorio son:
La presencia de software "pirata" o no autorizado. Esto puede derivar en
serios perjuicios económicos, además del malfuncionamiento del software
corporativo.
Incompatibilidades de las aplicaciones corporativas con el hardware o el
sistema operativo. Cada computadora puede contar con una versión
distinta de sistema operativo, controladores, etc.
Descontrol de las licencias de software comercial: esto involucra tanto
software autorizado, e incluso pagado, pero no utilizado, como software
que no se usa porque faltan licencias. La renovación y expiración de
licencias también es un problema a considerar.
La configuración del software y del sistema operativo para cada usuario.
La distribución e instalación de software: tanto corporativo como comercial.
Un error típico de las empresas es desarrollar (o comprar) software sin
saber qué características tienen las computadoras personales donde debe ser
usado; por ejemplo, es frecuente desarrollar software para Windows 8 y una
versión concreta de Mozilla Firefox; cuando llega el momento de la respectiva
instalación resulta que parte del parque de computadoras aún tiene
instalado Windows XP o una versión antigua del navegador.
Por último vamos a ver los diferentes métodos para realizar un
mantenimeinto efectivo de las computadoras. Para realizar esta función existen
tres tipos de enfoques:
La no-gestión. consiste en no hacer nada y confiar en que el propio
usuario solucionará sus problemas. Aunque puede parecer absurdo, es
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un enfoque válido cuando los costes de gestionar una computadora
son mayores que los costes de no hacer nada. Es un caso frecuente
en empresas muy pequeñas (decenas de empleados).
La gestión reactiva. consiste en mantener un equipo de personas que
atienden las incidencias a medida que se van produciendo (a modo de
"bombero"). Este enfoque es válido para parques pequeños de
computadoras de escritorio. Habitual en empresas de tamaño medio. Sin
embargo, es inviable en parques grandes; por ejemplo, es impensable
que un grupo de dos o tres personas tengan que recorrer doscientos
puestos de trabajo, uno por uno, instalando software. El mayor
problema de este enfoque es que el usuario sigue siendo responsable
de coordinar todas las actuaciones necesarias (cosa nada trivial); por
ejemplo, resolver un problema puede implicar a diversos departamentos
de la empresa e incluso a terceros (garantía del fabricante, servicio
técnico, etc.)
La gestión proactiva consistente en un conjunto de medidas técnicas y
organizativas que se describen a continuación.
Generalmente, las organizaciones suelen estar a caballo entre dos de estos
enfoques, ya que se trata de una cuestión de madurez organizativa.
2.2 LAPTOP
Estos dispositivos llamados también ordedanores portátiles, son
unidades independiente de computación las cuales comprenden un peso de
entre uno y tres kilos. La mayor característica que los definen es que poseen
todos los componentes de un ordenador de sobremesa pero en formato
comprimido y formado un todo. Además incluso también pueden operar sin
estar conectados a la red eléctrica, esto los convierten en un autentico
avance ya que supone el paso de un sistema fijo anclado a casa a la
externalización de todos los servicios que una computadora puede ofrecer.
Con lo cuál la tecnología se democratiza aun más.
El nombre originario viene del ingles y su significado es aparato que
puede apoyarse en el regazo de una persona (Lap es regazo y top es
encima). Estaba claro la función que este aparato estaba destinado a aquirir.
La historia de este dispositivo, no dista mucho de la actualidad(
aunque si forma parte de este mundo de plataformas de computanción desde
hace tiempo), la primera que salio al mercado fuen en el año 1981 y
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Plataformas PC 13
correspondio a Epson su introducción con el nombre de HX-20 se presento al
mercado y no tardo en hacerse un hueco en el mundo empresarial, daba
igual el campo que fuera; finanzas, construcción, hostelería... pronto se
convirtio en una herramienta indispensable.
Más tarde(en el mismo año) apareció el Osborne1 un portatil que
tendría el formato que conocemos hoy en día. Cabe decir que los portatiles
de esta época eran muy limitados a capacidades técnicas, incluso para la
época en la que se introdujerón.
Realmente no fue con la aparición del windows 95, cuando estos
dispositivos tuvierón su boom comercial, de hecho la venta de estos
dispositivos despues de casí 14 años de desarrollo, se vio que empezaba a
realizarse de forma masiva. Se habia conseguido el punto concreto de precio
y demanda, para que los portátiles inundasen el mundo. De hecho las ventas
y los precios han ido aumentando y disminuyendo respectivamente, hasta el
punto que en el año 2008 la venta de portátiles superó a la de computadores
de escritorio.
Figura 8: Imagen de un Laptop Estandar
-PARTES DE UN PÓRTATIL-
La mayoría de los componentes que forman parte de un ordenador
pórtatil son identicos a los de un ordenador de escritorio. En realidad se trata
de un ordenador por lo tanto los elementos de computación han de ser
identicos, así como las arquitecturas utilizadas. Aunque muchos de los
componentes de un ordenador portátil son similares a los componentes de
los ordenadores de escritorio, existen claro esta diferencias para que puedan
integrarse en un todo.
Generalmente son de menor tamaño y diseñados expresamente para
módelos en particular. Esto en si es ya una desventaja frente a los
ordenadores de sobremesa, ya que aunque con un pórtatil se gana en
flexibilidad de movimiento se pierde todo flexibilidad en lo referente a
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configuración dle Hardware del equipo, perdemos toda la libertad para
modificar nuestro dispositvo. Quedandose todo limitado a expasiónes de la
memoria RAM o sustituir el disco duro por uno de mayor capacidad.
Entre los elementos que forman parte de los portátiles de forma especial
podemos destacar:
Una CPU de bajo consumo esencial para una mayor duración de la
batería: Intel Core i3/i5/i7, Intel Core 2 Duo, Intel Core, Intel
Atom, AMD Turion, AMD Phenom o AMD Fusion.
Disco duro de 2,5" (6,35 cm) o menor, frente a los discos de 3,5"
(8,89 cm) de los ordenadores de escritorio. También Unidades de
estado sólido.
Módulos de memoria RAM SO-DIMM (Small Outline DIMM) más
pequeños que los DIMM usuales en los ordenadores de escritorio.
Unidad lectora y grabadora de CD, DVD o Blu-Ray de formato
reducido (slim).En la actualidad se pueden encontrar portátiles que
han prescindido de esta unidad para ganar en ligereza y comodidad,
son los conocidos “ultra books”. Realmente el uso de estas unidades
se esta viendo mermado dado la gran evolución de las memorias
sólidas y la globalización del servicio global de conexión a internet.
Teclado integrado, que suelen tener una distancia de recorrido más
corta para las combinaciones y para un reducido grupo de teclas. No
suele contar con teclado numérico y las teclas de función pueden
estar colocadas en sitios que difieren de un teclado de ordenador de
sobremesa.
Pantalla integrada tipo TFT u OLED que a su vez realiza la función de
tapa del portátil y facilita su movilidad. Los portátiles más modernos
cuentan con una pantalla de 13 pulgadas (33 cm) o mayor, con
resoluciones de 1280×800 (16:10) o 1366 × 768 (16:9) pixeles o
superiores. Algunos modelos utilizan pantallas con resoluciones
comunes en ordenadores de sobremesa (por ejemplo, 1440×900,
1600×900 y 1680×1050.) Los modelos con retroiluminación basada
en LED tienen un menor consumo de electricidad y ángulos de visión
más anchos. Los que cuentan con pantallas de 10 pulgadas (25 cm)
o menos poseen una resolución de 1024×600, mientras que los de
11,6 (29 cm) o 12 pulgadas (30 cm) tienen resoluciones estándares
de portátiles.
Panel táctil(Touchpad) para manejar el puntero en lugar del ratón.
Cargador o abreviadamente PSU (del inglés Power supply unit, fuente
de alimentación), que tiende a ser universal (denominado Universal
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Plataformas PC 15
Power Adapter for Mobile Devices - UPAMD). Los portátiles se pueden
cargar en uso, para optimizar tiempo y energía. Producen un voltaje
de corriente continúa de unos 12 voltios (en el rango de 7,2 a 14,8
voltios).
Batería, que suele tener típicamente una duración de 2 a 4 horas en
equipos de 15,6". Una batería de 6 celdas en un netbook con Intel
Atom puede proporcionar una duración de unas 6 horas dependiendo
del modelo y el uso.Este elemento es el que actualmente limita más
a estos dispositivos. Ya que aunque se desarrollan cada vez equipos
más potentes y rápidos. Las baterias no siguen el mismo camino y
aunque se crean cada vez con más capacidad, la vida limitada hace
que los portátiles no sean unos equipos duraderos, o al menos no
como los ordenadores de escritorio.
Visto estos puntos es inevitable realizar una comparación entre portatiles y
ordenadores de escritorio, vamos a resumir en la siguiente tabla las ventajas y
desventajas más características de lo portátiles.
Tabla 2: Comparación entre laptops y ordenadores de sobremesa
VENTAJAS DESVENTAJAS
Flexibilidad de movimientos, permite
trabajar en cualquier lugar o realizar
la atención de cualquier emergencia.
La poca intercambiabilidad de los
elementos internos.(Cada fabricante
posee sus dispositivos propios).
Ocupan menos espacio. La linea de visión se encuentra por
debajo de lo que debería estar.
Con la tecnologia WIFI, pueden
conectarse idependientemente del
lugar donde se encuentren. Algo que
aun da más libertad al mundo tanto
profesional como particular.
Necesidad de cambiar de emquipo
cada pocos años.
Pueden ser conectados a monitores o
proyectores para hacer presentaciónes.
La limitación de las baterias
actualmente.
Estan en constante evolución. Si un elemento se deteriora, el equipo
no funciona.
-FABRICANTES-
Podemos encontrar dos vertientes muy diferentes en este aspecto y que
día a día se esta haciendo más grande. Se trata de los equipos producidos
por Apple (sistema operativo IOS-x) y el resto de fabricantes ( generalmente
con Windows). Como vemos la batalla por vender portátiles no solo se basa
en los dispositivos, sino que los sistemas operativos juegan un papel muy
importante. Muchas marcas, incluidas las más importantes, no diseñan y no
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fabrican sus ordenadores portátiles. En su lugar, un pequeño número de
fabricantes de diseños originales (ODM) diseñan los nuevos modelos de
ordenadores portátiles, y las marcas eligen los modelos que se incluirán en su
alineación.
En 2006, siete ODM principales fabricaron 7 de cada 10 ordenadores
portátiles en el mundo, con el más grande (Quanta Computer) que tiene 30%
de cuota de mercado mundial. Por lo tanto, a menudo son modelos idénticos
a disposición tanto de una multinacional y de una empresa de bajo perfil
ODM de marca local. La gran mayoría de ordenadores portátiles en el
mercado son fabricados por un puñado de fabricantes de diseños originales
(ODM),p.ej:
Quanta Computer: vende a (entre otros) HP / Compaq, Dell, Toshiba,
Sony,
Fujitsu, Acer, NEC, Gateway y Lenovo / IBM - tenga en cuenta que
Quanta es en la actualidad, el mayor fabricante de ordenadores
portátiles en el mundo.
Asus: vende a Apple (iBook), Sony y Samsung.
Uniwill: vende a Lenovo / IBM y Fujitsu, y PC World Reino Unido propia
marca de Adviento.
.
2.3 SERVIDORES
En informática, un servidor es un tipo de software que realiza ciertas
tareas en nombre de los usuarios. El término servidor ahora también se utiliza
para referirse al ordenador físico en el cual funciona ese software, una
máquina cuyo propósito es proveer datos de modo que otras máquinas
puedan utilizar esos datos.
Este uso dual puede llevar a confusión. Por ejemplo, en el caso de un
servidor web, este término podría referirse a la máquina que almacena y
maneja los sitios web, y en este sentido es utilizada por las compañías que
ofrecen hosting o hospedaje. Alternativamente, el servidor web podría referirse
al software, como el servidor de http de Apache, que funciona en la máquina
y maneja la entrega de los componentes de los páginas web como respuesta
a peticiones de los navegadores de los clientes.
Un servidor sirve información a los ordenadores que se conecten a él.
Cuando los usuarios se conectan a un servidor pueden acceder a programas,
archivos y otra información del servidor.
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Los servidores se conectan a la red mediante una interfaz que puede
ser una red verdadera o mediante conexión vía línea telefónica o digital.
Cluster de servidores
Este tipo de sistemas se basa en la unión de varios servidores que
trabajan como si de uno sólo se tratase. Los sistemas cluster han
evolucionado mucho desde su primera aparición, ahora se pueden crear
distintos tipos de clusters, en función de lo que se necesite:
Unión de Hardware
Clusters de Software
Alto rendimiento de bases de datos
Estas son solo algunas de las opciones que tenemos disponibles. En
resumen, cluster es un grupo de múltiples ordenadores unidos mediante una
red de alta velocidad, de tal forma que el conjunto es visto como un único
ordenador, más potente que los comunes de escritorio. De un sistema de este
tipo se espera que presente combinaciones de los siguientes servicios:
Alto rendimiento
Alta disponibilidad
Equilibrio de carga
Escalabilidad
Para que un sistema cluster funcione no es necesario que todas las
máquinas dispongan del mismo Hardware y sistema operativo (cluster
heterogéneo). Este tipo de sistemas debe de disponer de un interfaz de
manejo de clusters, la cual se encargue de interactuar con el usuario y los
procesos, repartiendo la carga entre las diferentes máquinas del grupo
Figura 9: Cluster de servidores
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Plataformas PC 18
Por norma general un cluster hace uso de diferentes componentes para
funcionar, entre estos están:
Nodos (Ordenadores o servidores)
Sistema operativo
Conexión de Red (ampliado más abajo)
Middleware (capa entre el usuario y el sistema operativo)
Protocolos de comunicación y servicio
Aplicaciones
Nodos:
Los nodos pueden ser ordenadores de escritorio o servidores, de hecho
se puede establecer un cluster con cualquier tipo de máquina.
Sistema operativo:
Este debe de tener un entorno multiusuario, cuanto más fácil sea el
manejo del sistema menores problemas tendremos. Comúnmente Solingest
instala sus cluster con sistemas Microsoft Cluster Services (MSCS), pero es
totalmente factible la instalación de un Cluster con un sistema Linux o Unix
como podrían ser Rocks (Linux) o Solaris (Unix).
Han surgido ocasiones en las que se ha requerido el montaje de un sistema
cluster en Mac OS X, sobretodo en Granjas de render (para procesado 3D).
Conexiones de Red:
Las conexiones utilizadas en este tipo de sistema pueden ser muy
variadas, se pueden utilizar desde simples conexiones Ethernet con placas de
red comunes o sistemas de alta velocidad como Fast Ethernet, Gigabit
Ethernet, Myrinet, Infiniband, SCI, etc.
Middleware:
El middleware es el software que actúa entre el sistema operativo y las
aplicaciones y que brinda al usuario la experiencia de estar utilizando una
única super máquina. Este software provee una única interfaz de acceso al
sistema, denominada SSI (Single System Image). Optimiza el sistema y provee
herramientas de mantenimiento para procesos pesados como podrían ser
migraciones, balanceo de carga, tolerancia de fallos, etc.
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Plataformas PC 19
Este sistema también se encarga de la escalabilidad del cluster,
detectando nuevas máquinas y añadiéndolas al grupo.
Por lo tanto, si un cliente quisiera disponer de un cluster para su
servidor Web, este podría optar entre diferentes opciones. No habría ningún
problema en instalar un cluster que tuviese un sistema MySQL y PHP repartido
entre diferentes máquinas.
Este tipo de sistemas son los más fiables, ya que para la parada total
del proceso deben de pararse todas las máquinas que componen el grupo. Es
la mejor solución para crecer según las necesidades reales, ya que puede
añadir tantas máquinas necesite.
Empresas muy importantes como Google y Microsoft utilizan este tipo
de sistemas para poner en marcha sus portales. Realmente con este tipo de
soluciones las posibilidades son inmensas.En la actualidad Amazon posee tal
cluster de servidores, preveyendo que tendría un uso mayor del necesario, que
se dedica al alquiler de sus servidores para startuops o empresas que
necesiten eventualmente una ampliación de recursos debidos a picos de
consumo descontrolados.
2.4.Estaciones de trabajo(Workstation).
En informática una estación de trabajo (en inglés workstation) es un
minicomputador de altas prestaciones destinado para trabajo técnico o
científico. En una red de computadoras, es unacomputadora que facilita a los
usuarios el acceso a los servidores y periféricos de la red. A diferencia de una
computadora aislada, tiene una tarjeta de red y está físicamente conectada
por medio de cablesu otros medios no guiados con los servidores.
Los componentes para servidores y estaciones de trabajo alcanzan
nuevos niveles de rendimiento informático, al tiempo que ofrecen fiabilidad,
compatibilidad, escalabilidad y arquitectura avanzada ideales para
entornos multiproceso.
Lo de las computadoras en general, las computadoras promedio de hoy
en día son más poderosas que las mejores estaciones de trabajo de una
generación atrás. Como resultado, el mercado de las estaciones de trabajo se
está volviendo cada vez más especializado, ya que muchas operaciones
complejas que antes requerían sistemas de alto rendimiento pueden ser ahora
dirigidas acomputadores de propósito general. Sin embargo, el hardware de las
estaciones de trabajo está optimizado para situaciones que requieren un alto
rendimiento y fiabilidad, donde generalmente se mantienen operativas en
situaciones en las cuales cualquier computadora personal tradicional dejaría
rápidamente de responder.
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Diferencias entre una Workstation y un odenador de sobremesa:
Las estaciones de trabajo fueron un tipo popular de computadoras para
ingeniería, ciencia y gráficos durante las décadas de 1980 y 1990.
Últimamente se las asocia con CPUs RISC, pero inicialmente estaban basadas
casi exclusivamente en la serie de procesadores Motorola 68000.
Las estaciones de trabajo han seguido un camino de evolución diferente
al de las computadoras personales o PC. Fueron versiones de bajo costo de
minicomputadoras como son las de la línea VAX, la cual había sido diseñada
para sacar datos de tareas de cómputos más pequeñas de la muy cara
computadora mainframe de la época. Rápidamente adoptaron un solo chip
micropocesador de 32-bits, en oposición a los más costosos procesadores de
multi-chip prevalecientes en aquel entonces. Posteriormente, las generaciones
de estaciones de trabajo usaron procesadores RISC de 32-bits y 64-bits, que
ofrecían un rendimiento más alto que los procesadores CISC usados en los
computadoras personales.
Las estaciones de trabajo también corrían el mismo sistema operativo
multi-usuario/multi-tarea que las microcomputadoras usaban, comúnmente Unix.
También usaban redes para conectarse a computadoras más potentes para
análisis de ingeniería y visualización de diseños. El bajo costo relativo a
minicomputadoras y mainframes permitió una productividad total mayor a
muchas compañías que usaban computadoras poderosas para el trabajo de
cómputo técnico, ya que ahora cada usuario individual contaba con una
máquina para tareas pequeñas y medianas, liberando así a las computadoras
más grandes para los tratamientos por lotes.
Las Computadoras personales, en contraste con las estaciones de
trabajo, no fueron diseñadas para traer el rendimiento de la minicomputadora
al escritorio de un ingeniero, sino que fueron previstas originalmente para el
uso en casa o la productividad de oficina, la sensibilidad al precio fue un
aspecto de consideración primaria. La primera computadora personal usaba un
chip de procesador de 8-bits, especialmente los procesadores MOS Technology
6502 y Zilog Z80, en los días de Apple II, Atari 800,Commodore 64 y TRS-80.
La introducción del IBM PC en 1981, basado en el diseño de procesador
Intel x86, finalmente cambió la industria.
Los primeros sistemas operativos de PC fueron diseñados para ser de
una sola tarea (MS DOS), luego incluyeron una limitada multitarea cooperativa
(Windows 3.1) y últimamente han incluido multitarea con prioridad (Windows
95, Windows XP, GNU/Linux). Cada uno de estos diferentes tipos de sistemas
operativos varía en la habilidad para utilizar la potencia total inherente del
hardware para realizar múltiples tareas simultáneamente.
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2.5 Supercomputadores.
Una supercomputadora es el tipo de computadora más potente y más
rápida que existe en este momento. Como estas máquinas están diseñadas
para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y se
dedican a una tarea específica, su aplicación o uso se escapa del particular,
más bien se dedican a:
Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de
datos sísmicos.
El estudio y predicción de tornados.
El estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo.
La elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones,
simuladores de vuelo.
También hay que agregar que las supercomputadoras son
una tecnología relativamente nueva, por lo tanto su uso no se ha masificado y
está sensible a los cambios. Es por esta razón que su precio es muy elevado
superando los 30 millones de dólares y el número que se fabrica al año es
reducido.
-CONCEPTO-
Las supercomputadoras son el tipo de computadoras más potentes y
más rápidas que existen en un momento dado. Son de gran tamaño, las más
grandes entre sus pares. Pueden procesar enormes cantidades de información
en poco tiempo pudiendo ejecutar millones de instrucciones por segundo,
están destinadas a una tarea específica y poseen una capacidad
de almacenamiento muy grande. Además son los más caros teniendo
un costo que puede superar los 30 millones de dólares. Por su alto costo se
fabrican muy pocas durante un año, incluso existen algunas que se fabrican
solo por pedido.
Cuentan con un control de temperatura especial para poder disipar
el calor que algunos de sus componentes pueden llegar a alcanzar. Actúa
como árbitro de todas las solicitudes y controla el acceso a todos
los archivos, lo mismo hace con las operaciones de entrada y salida. El
usuario se dirige a la computadora central de la organización cuando requiere
apoyo de procesamiento.
Están diseñados para sistemas de multiprocesamiento, la CPU es el
centro del procesamiento y pueden soportar a miles de usuarios en línea. La
cantidad de procesadores que puede llegar a tener un supercomputador
depende principalmente del modelo, pueden tener desde alrededor de 16
procesadores hasta 512 (como el modelo SX-4 de NEC de 1997) y más.
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Como pertenecientes a la clase de los supercomputadores se pueden
nombrar: La CRAY 1, Cyber, Fujitsu, etc.
-MÓDELOS HISTÓRICOS-
MANCHESTER MARK (1948)
El primer supercomputador británico sentó las bases de muchos
conceptos todavía usados hoy en día.
En términos modernos tenía una RAM (memoria de acceso aleatorio) de sólo
32 posiciones o 'palabras'. Cada palabra constaba de 32 bits (dígitos binarios),
lo que quiere decir que la máquina tenía una cantidad total de 1024 bits de
memoria.
La RAM se basó en la tecnología del tubo de rayos catódicos (CRT).
Los CRTs fueron usados para almacenar bits de datos como áreas cargadas
sobre el fósforo de la pantalla, mostrándose como una serie de puntos
incandescentes sobre ella. El haz de electrones del CRT podría controlar esta
carga y eficientemente escribir un 1 o 0 y leerlo posteriormente según se
solicitase.
LOS SISTEMAS FERRANTI ATLAS (DéCADA DE LOS 60)
A mediados de 1950 Inglaterra fue por detrás de los Estados Unidos en
la producción de computadores de alto rendimiento. En otoño de 1956 Tom
Kilburn (co-diseñador del Manchester Mark I) había iniciado un intento
conocido como el computador MUSE (microsegundo) .
Las especificaciones de diseño incluían el deseo de una velocidad de
instrucción próxima a una orden por microsegundo y la necesidad de agregar
un gran número de periféricos de varios tipos. También requerían que hubiera
una capacidad de almacenamiento de acceso inmediato superior a cualquiera
de las que entonces había disponible.
Las técnicas especiales que fueron empleadas eventualmente incluyeron las
que actualmente son conocidas como: multiprogramación; planificación de
tareas; spooling; interrupciones; pipelining; almacenamiento intercalado;
unidades de transferencia autónomas; paginación y almacenamiento virtual,
técnicas todavía no creadas.
En 1959 el computador había sido renombrado como el Atlas y fue
después desarrollado como una unión entre Universidad de Manchester y la
empresa Ferranti de Tom Kilburn. Atlas fue inaugurado el 7 de Diciembre de
1962. Se consideró que iba a ser el más potente computador del mundo. Era
80 veces mas potente que Meg/Mercury y 2400 veces más potente que el
Mark 1.
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IBM y NAS (1960-1980)
El primer computador IBM en Daresbury, un IBM 1800, llegó en Junio
de 1966 y actuó como un computador de control y transferencia
de datos para el sincrotón NINA, entonces el principal servicio experimental.
Fue rápidamente seguido por el primer computador central IBM en Daresbury,
el IBM 360/50 el cual inició el servicio en Julio de 1966. Este fue sustituido
por un IBM 360/65 en Noviembre de 1968.
Durante los primeros años la principal tarea fue
proporcionar poder computacional a los grupos de Física de Alta Energía que
trabajaban en el Laboratorio. La informática era muy diferente en esos días. El
modo habitual de decirle al computador que trabajo hacer era
por tarjetas perforadas (aunque algunos incondicionales todavía insistían con la
cinta de papel de 5 agujeros). Típicamente uno preparaba un trabajo en
tarjetas perforadas y las situaba en una corredera elevada. Más tarde un
operador tomaría la carga previa de tarjetas perforadas de la corredera y la
salida de la impresora de línea que se había producido.
El tiempo de carga y descarga se midió lo menos en decenas de
minutos. El tiempo medio entre fallos hacia el final de los 60 era de un día.
Sin embargo estos fracasos del computador fueron 'ignorados' por los
usuarios que estaban esperando por la corredera para reaparecer, y sólo
anotaban un ligero retardo de velocidad en las operaciones. El NAS/7000 (un
IBM 'clonico') fue instalado en Junio de 1981.
Este ofreció un enorme aumento en potencia y exactitud frente a sistemas
previos.
CRAY (DéCADA DE LOS 70)
Figura10:El Cray 1 fue el primer supercomputador "moderno".
Una de las razones por las que el Cray-1 tuvo un éxito tal fue que
podía realizar más de cien millones de operaciones aritméticas por segundo
(100 Mflop/s).
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Si hoy, siguiendo un proceso convencional, intentaramos encontrar un
computador de la misma velocidad usando PCs, necesitariamos conectar 200
de ellos, o también podriamos simplemente comprar 33 Sun4s.
CONVEX C-220 Y LA REVOLUCIÓN UNIX
La llegada de UNIX cambió cualitativamente el modo en que los
científicos abordaban problemas informáticos. Primeramente es un modo
flexible de proporcionar potencia al ordenador, al rápidamente
cambiante mercado del hardware y de un modo crucial a los cambiantes
requerimientos de las aplicaciones científicas de los usuarios. Nuevos
componentes puede ser añadidos simplemente, o incrementada la potencia
como sea necesario.
INTEL
El Intel iPSC/860 tiene 64 nodos llamados RX. Cada nodo tiene un reloj
de 40 MHz y 16 Mbytes de memoria. El hardware de conexión directa permite
transferencias de datos nodo a nodo de 2.8 Mbytes/second. Hay 12 Gbytes
de disco unido localmente y conexiones Ethernet a una estación de trabajo
Sun-670MP para acceso de usuario.
Un rendimiento de nodo máximo individual de 40 Mflops ofrece un
total de más de 2.5 Gflops para la máquina completa. El software para hacer
la programación más fácil incluye: Fortran y C a través de compiladores.
Figura 11: Supercomputadora Intel iPSC/860
CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES
Velocidad de Proceso: Miles de millones de instrucciones de punto
flotante por segundo.
Usuarios a la vez: Hasta miles, en entorno de redes amplias.
Tamaño: Requieren instalaciones especiales y aire acondicionado
industrial.
Facilidad de uso: Solo para especialistas.
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Clientes usuales: Grandes centros de investigación.
Penetración social: Prácticamente nula.
Impacto social: Casi nulo pero sin los supercomputadores no se
podrían hacer cosas como la predicción del tiempo a una década de
distancia o resolver cálculos muy complejos que no se pueden resolver
a mano.
Parque instalado: Menos de un millar en todo el mundo.
Costo: Hasta decenas de millones cada una.
Los usos más comunes para las supercomputadoras son: predicción
del clima, complejas animaciones 3D, cálculos de fluidos dinámicos,
investigación nuclear, exploración petrolera, etc.
De las 500 supercomputadoras en el mundo, 376 emplean alguna
versión de Linux como sistema operativo (según la edición 2007 del top 500
supercomputadoras del mundo).
3. CONCLUSIONES
Superordenador. con capacidades de cálculo muy superiores a aquellas
comunes para la misma época de fabricación.
Son muy costosas, por eso su uso está limitado a organismos militares,
gubernamentales y empresas. Generalmente tienen aplicaciones científicas,
especialmente simulaciones de la vida real.
Algunas supercomputadoras conocidas son Blue Gene, Seymour Cray, Deep
Blue, Earth Simulator, MareNostrum, etc.
Las supercomputadoras suelen planificarse siguiendo algunos de los siguientes
cuatro modelos:
Registros vectoriales.
Sistema M.P.P. o Massively Parallel Processors (Procesadores
Masivamente Paralelos)
Tecnología de computación distribuida.
Cuasi-Supercómputo.
Los usos más comunes para las supercomputadoras son: predicción
del clima, complejas animaciones 3D, cálculos de fluidos dinámicos,
investigación nuclear, exploración petrolera, etc.
De las 500 supercomputadoras en el mundo, 376 emplean alguna versión
de Linux como sistema operativo (según la edición 2007 del top 500
supercomputadoras del mundo).
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4. BIBLIOGRAFÍA Y/O REFERENCIAS
[1] C. de Mora, M. Castro y otros. Estructura y Tecnología de Computadores I
(Gestión y Sistemas). Ed. UNED 2002
[2] Antonio Salavert Casamor. Redes de ordenadores Protocolos.
[3] Carlos A. Coello Coello. Breve historia de la computación y sus pioneros.]
[4] Sergio Lujan Mora. Programación de servidores Web con CGI,SSI e IDC.
5. ENLACES DE INTERÉS
http://das.ite.iowa.gov/standards/enterprise_it/index_01_platform_hardwar
e.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Mainframe_computer
http://en.wikipedia.org/wiki/Supercomputer
http://compreviews.about.com/od/buyers/a/Tablets-vs-Laptops.htm
http://msdn.microsoft.com/es-es/library/hh212940.aspx
