Класифікація комп'ютерів по областях застосування

1. Персональні комп'ютери і робочі станції

Персональні комп'ютери (ПК) з'явилися в результаті еволюціїмінікомп'ютерів при переході елементної бази машин з малої та середньоїступенем інтеграції на великі і надвеликі інтегральні схеми. ПК,завдяки своїй низькій вартості, дуже швидко завоювали хороші позиції накомп'ютерному ринку і створили передумови для розробки нових програмнихзасобів, орієнтованих на кінцевого користувача. Це перш за все
"дружні інтерфейси користувача", а також проблемно -орієнтовані середовища та інструментальні засоби для автоматизаціїрозробки прикладних програм.

Мінікомп'ютер стали прабатьками і іншого напрямку розвиткусучасних систем - 32-розрядних машин. Створення RISC-процесорів імікросхем пам'яті ємністю більше 1 Мбіт призвело до остаточного оформленнянастільних систем високої продуктивності, які сьогодні відомі якробочі станції. Первісна орієнтація робочих станцій напрофесійних користувачів (на відміну від ПК, які на початкуорієнтувалися на самого широкого споживача непрофесіонала) призвела дотому, що робочі станції - це добре збалансовані системи, в якихвисока швидкодія поєднується з великим обсягом оперативної і зовнішньоїпам'яті, високопродуктивними внутрішніми магістралями,високоякісної і швидкодіючої графічною підсистемою ірізноманітними пристроями введення/виводу. Ця властивість вигідно відрізняєробочі станції середнього та високого класу від ПК і сьогодні. Навіть найбільшпотужні IBM PC сумісні ПК не в змозі задовольнити зростаючіпотреби систем обробки з-за наявності в їх архітектурі ряду "вузькихмісць ".

Проте швидке зростання продуктивності ПК на базі новітніхмікропроцесорів Intel в поєднанні з різким зниженням цін на ці вироби ірозвитком технології локальних шин (VESA і PCI), що дозволяє усунутибагато "вузькі місця" в архітектурі ПК, роблять сучасні персональнікомп'ютери дуже привабливою альтернативою робочих станцій. У своючергу виробники робочих станцій створили вироби так званого
"початкового рівня", які за вартісними характеристиками близькі довисокопродуктивним ПК, але все ще зберігають лідерство запродуктивності і можливостям нарощування. Наскільки успішно вдасться ПКна базі процесорів 486 та Pentium боротися проти робочих станцій UNIX,покаже майбутнє, але вже в цей час з'явилося поняття "персональноїробочої станції ", яке об'єднує обидва напрямки.

Сучасний ринок" персональних робочих станцій "не простовизначити. По суті він являє собою сукупність архітектурнихплатформ персональних комп'ютерів і робочих станцій, які з'явилися вданий час, оскільки постачальники комп'ютерного обладнання приділяютьвсе більшу увагу ринку продуктів для комерції та бізнесу. Цей риноктрадиційно вважався вотчиною мінікомп'ютерів і мейнфреймів, якіпідтримували роботу настільних терміналів з обмеженим інтелектом. УМинулого персональні комп'ютери не були достатньо потужними і не мали в своєму розпорядженнідостатніми функціональними можливостями, щоб служити адекватноюзаміною підключених до головної машині терміналів. З іншого боку, робочістанції на платформі UNIX були дуже сильні в науковому, технічному таінженерному секторах і були майже також незручні, як і ПК для того щобвиконувати серйозні офісні додатки. З тих пір ситуація зміниласядокорінно. Персональні комп'ютери в даний час маютьдостатню продуктивність, а робочі станції на базі UNIX маютьпрограмне забезпечення, здатне виконувати більшість функцій, якістали асоціюватися з поняттям "персональної робочої станції". Ймовірнообидва ці напрямки можуть серйозно розглядатися в якості мережевогоресурсу для систем масштабу підприємства. В результаті цих змінпрактично пішли зі сцени старомодні мінікомп'ютери з їх патентованоїархітектурою та використанням що приєднується до головної машині терміналів.
У міру продовження процесу розукрупнення (downsizing) і збільшенняпродуктивності платформи Intel найбільш потужні ПК (але все ж частішевідкриті системи на базі UNIX) стали використовуватися в якості серверів,поступово замінюючи мінікомп'ютери.

Серед інших факторів, що сприяють цьому процесу, слідвиділити:
• Застосування ПК стало більш різноманітним. Крім звичайних для цього класу систем текстових процесорів, навіть середній користувач ПК може тепер працювати відразу з декількома прикладними пакетами, включаючи електронні таблиці, бази даних і високоякісну графіку.
• Адаптація графічних користувацьких інтерфейсів істотно збільшила вимоги користувачів ПК до співвідношення продуктивність/вартість. І хоча оболонка MS Windows може працювати на моделях ПК 386SX з 2 Мбайтами оперативної пам'яті, реальні користувачі хотіли б використовувати всі переваги подібних систем, включаючи можливість комбінування та ефективного використання різних пакетів.
• Широке поширення систем мультимедіа прямо залежить від можливості використання високопродуктивних ПК і робочих станцій з адеквантнимі аудіо-та графічними засобами, та обсягами оперативної і зовнішньої пам'яті.
• Занадто висока вартість мейнфреймів і навіть систем середнього класу допомогла змістити багато розробки в область розподілених систем і систем клієнт-сервер, які багатьом видається цілком виправданою з економічних міркувань альтернативою. Ці системи прямо базуються на високонадійних і потужних робочих станціях і серверах.

На початку здавалося, що необхідність зосередження високоїпотужності на кожному робочому місці призведе до переходу багатьох споживачів ПКна UNIX-станції. Це визначалося частково тим, що RISC-процесори,що використовувалися в робочих станціях на базі UNIX, були набагато більшпродуктивними в порівнянні з CISC-процесорами, застосовувалися в ПК, ачастково потужністю системи UNIX в порівнянні з MS-DOS і навіть OS/2.

Виробники робочих станцій швидко відреагували на потребу внізкостоімостних моделях для ринку комерційних додатків. Потреба ввисокої потужності на робочому столі, об'єднана з бажанням постачальників UNIX -систем продавати якомога більше своїх виробів, призвела такі компанії як
Sun Microsystems і Hewlett Packard на ринок робочих станцій длякомерційних додатків. І хоча значна частина систем цих фірм все щеорієнтована на технічні програми, спостерігається безпрецедентне зростанняпродажів продукції цих компаній для роботи з комерційними додатками,які вимагають все більшої і більшої потужності для реалізації складних, мережевихприкладних систем, включаючи системи мультимедіа.

Це призвело до тимчасового відступу виробників ПК на базімікропроцесорів Intel. Гостра конкуренція з боку виробників UNIX -систем і потреби в підвищенні продуктивності величезною вжеінстальованої бази ПК, змусили компанію Intel форсувати розробкувисокопродуктивних процесорів сімейства 486 і Pentium. Процесори 486і Pentium, при розробці якого були використані багато підходи,застосовувалися раніше тільки в RISC-процесорах, а також використання іншихтехнологічних удосконалень, таких як архітектура локальної шини,дозволили забезпечити ПК достатньою потужністю, щоб скласти конкуренціюробочих станцій у багатьох напрямках ринку комерційних додатків.
Правда для багатьох інших додатків, зокрема, в області складногографічного моделювання, ПК все ще сильно відстають.

2. X-термінали

X-термінали являють собою комбінацію бездискових робочих станційі стандартних ASCII-терміналів. Бездискові робочі станції частозастосовувалися як дорогих дисплеїв і в цьому випадку не повністювикористовували локальну обчислювальну потужність. Одночасно багатокористувачі ASCII-терміналів хотіли поліпшити їх характеристики, щоботримати можливість роботи в багато системі та графічніможливості. Зовсім недавно, як тільки стали доступними дуже потужніграфічні робочі станції, з'явилася тенденція застосування "підлеглих" Х -терміналів, які використовують робочу станцію в якості локальногосервера.

На комп'ютерному ринку Х-термінали займають проміжне положенняміж персональними комп'ютерами і робочими станціями. Постачальники Х -терміналів заявляють, що їхні вироби більш ефективні у вартісномувираженні, ніж робочі станції високого цінового класу, і пропонуютьзбільшений рівень продуктивності в порівнянні з персональнимикомп'ютерами. Швидке зниження цін, прогнозоване іноді в секторі Х -терміналів, в даний час йде очевидно завдяки загостриласяконкуренції в цьому секторі ринку. Багато компаній почали активноконкурувати за розподіл ринку, а швидке зростання об'ємних поставокстворив передумови для створення такого ринку. В даний час вжедосягнута ціна в $ 1000 для Х-терміналів початкового рівня, що робить цютехнологію доступною для широкого користувача бази.

Як правило, вартість Х-терміналів становить близько половинивартості порівнянної за конфігурації бездискових машини і приблизно чвертьвартості повністю оснащеної робочої станції.

Що таке X-термінал?
Типовий X-термінал включає такі елементи:

• Екран високої роздільної здатності - зазвичай розміром від 14 до21 дюйми по діагоналі;

• Мікропроцесор на базі Motorola 68xxx або RISC-процесор типу Intel i960, MIPS R3000 або AMD29000;

• Окремий графічний співпроцесор на додаток до основного процесора, що підтримує двопроцесорний архітектуру, яка забезпечує швидше малювання на екрані і прокручування екрану;

• Базові системні програми, на яких працює система X-Windows і виконуються мережні протоколи;

• Програмне забезпечення сервера XII;

• Змінний об'єм локальної пам'яті (від 2 до 8 Мбайт) для дисплея, мережевого інтерфейсу, що підтримує TCP/IP і інші мережеві протоколи.

• Порти для підключення клавіатури і миші.

Х-термінали відрізняються від ПК і робочих станцій не тільки тим, що невиконує функції звичайної локальної обробки. Робота Х-терміналів залежитьвід головної (хост) системи, до якої вони підключені за допомогою мережі. Длятого, щоб X-термінал міг працювати, користувачі повинні інсталюватипрограмне забезпечення багатовіконного сервера XII на головному процесорі,виконують прикладну задачу (найбільш відома версія XII Release 5). X -термінали відрізняються також від стандартних алфавітно-цифрових ASCII ітрадиційних графічних дисплейних терміналів тим, що вони можуть бутипідключені до будь-якої головної системі, що підтримує стандарт X-
Windows. Більш того, локальна обчислювальна потужність Х-терміналу зазвичайвикористовується для обробки відображення, а не обробки додатків
(званих клієнтами), які працюють віддалено на головному комп'ютері
(сервер). Висновок такого віддаленого програми просто відображається на екрані
Х-термінала.

Мінімальний обсяг необхідної для роботи пам'яті Х-терміналу становить
1 Мбайт, але частіше 2 Мбайта. Залежно від функціональних можливостейвироби оперативна пам'ять може розширюватися до 32 Мбайт і більше.

Оснащений стандартною системою X-Windows, X-термінал можевідображати на одному і тому ж екрані безліч додатків одночасно.
Кожна програма може виконуватися у своєму вікні і користувач можезмінювати розміри вікон, їх місце розташування та маніпулювати ними в будь-якомумісці екрану.

X-Windows - результат спільної роботи Массачусетськоготехнологічного інституту (MIT) та корпорації DEC. Система X-Windows
(відома також під ім'ям X) в даний час є відкритим де-фактостандартом для доступу до безлічі одночасно виконуються додатків зможливостями багатовіконного режиму і графікою високого дозволу наінтелектуальних терміналах, на персональних комп'ютерах, робочих станціях і Х -терміналах. Вона стала стандартом для забезпечення інтероперабельності
(переносимості) продуктів багатьох постачальників і для організації доступу добезлічі додатків. В даний час X-Windows є стандартом длярозробки інтерфейсу користувача. Більше 90% постачальників UNIX-робітниківстанцій і багато постачальників персональних комп'ютерів адаптували систему X-
Windows і застосовують як стандарт.

3. Сервери

Прикладні багатокористувацькі комерційні та бізнес-системи,що включають системи управління базами даних і обробки транзакцій, великівидавничі системи, мережеві додатки і системи обслуговуваннякомунікацій, розробку програмного забезпечення та обробку зображеньвсе більш наполегливо вимагають переходу до моделі обчислень "клієнт-сервер" ірозподіленої обробки. У розподіленої моделі "клієнт-сервер" частинароботи виконує сервер, а частина призначений для користувача комп'ютер (в загальному випадкуклієнтська і призначена для користувача частини можуть працювати і на одному комп'ютері).
Існує декілька типів серверів, орієнтованих на різні застосування:файл-сервер, сервер бази даних, принт-сервер, обчислювальний сервер,сервер додатків. Таким чином, тип сервера визначається видом ресурсу,яким він володіє (файлова система, база даних, принтери, процесори абоприкладні пакети програм).

З іншого боку існує класифікація серверів, що визначаєтьсямасштабом мережі, в якій вони використовуються: сервер робочої групи, сервервідділу або сервер масштабу підприємства (корпоративний сервер). Цякласифікація досить умовна. Наприклад, розмір групи може змінюватися вдіапазоні від кількох чоловік до декількох сотень чоловік, а сервервідділу обслуговувати від 20 до 150 користувачів. Очевидно в залежності відчисла користувачів і характеру розв'язуваних ними завдань вимоги до складуобладнання та програмного забезпечення сервера, до його надійності іпродуктивності сильно варіюються. Файлові сервери невеликих робочихгруп (не більше 20-30 чоловік) найпростіше реалізуються на платформіперсональних комп'ютерів і програмне забезпечення Novell NetWare. Файл -сервер, в даному випадку, виконує роль центрального сховища даних.
Сервери прикладних систем і високопродуктивні машини для середовища "клієнт -сервер "значно відрізняються вимогами до апаратних і програмнихзасобам.

Типовими для невеликих файл-серверів є: процесор 486DX2/66або більше швидкодіючий, 32-Мбайт ОЗУ, 2 Гб дискового простору іодин адаптер Ethernet lOBaseT, що має швидкодію 10 Мбіт/с. До складутаких серверів часто включаються флоппі-дисковод і дисковод компакт-дисків.
Графіка для більшості серверів несуттєва, тому достатньо матизвичайний монохромний монітор з роздільною здатністю VGA.

Швидкість процесора для серверів з інтенсивним введенням/висновкомнекритична. Вони повинні бути оснащені досить потужними блоками живлення дляможливості встановлення додаткових плат розширення і дисковихнакопичувачів. Бажано застосування пристрої безперебійного живлення.
Оперативна пам'ять зазвичай має обсяг не менше 32 Мбайт, що дозволитьопераційній системі (наприклад, NetWare) використовувати великі дискові кешіі збільшити продуктивність сервера. Як правило, для роботи збагатозадачними операційними системами такі сервери оснащаютс інтерфейсом
SCSI (або Fast SCSI). Розподіл даних по декількох жорстких дисківможе значно підвищити продуктивність.

При наявності одного сегмента мережі і 10-20 робочих станцій піковапропускна здатність сервера обмежується максимальної пропускноїздатністю мережі. У цьому випадку заміна процесорів або дискових підсистембільш потужними не збільшують продуктивність, тому що вузьким місцемє сама мережа. Тому важливо використати хорошу плату мережевогоінтерфейсу.
Хоча вплив більш швидкого процесора явно на продуктивності непозначається, воно помітно знижує коефіцієнт використання ЦП. У багатьохсерверах цього класу використовується процесори 486DX2/66, Pentium з тактовоючастотою 60 і 90 МГц, microSPARC-II і PowerPC. Аналогічно процесорамвплив типу системної шини (EISA зі швидкістю 33 Мбіт/с або PCI зішвидкістю 132 Мбіт/с) також мінімальна при такому режимі використання.

Однак для файл-серверів загального доступу, з якими одночасноможуть працювати кілька десятків, а то й сотень чоловік, простийоднопроцесорній платформи та програмного забезпечення Novell можепроздаватися недостатньо. У цьому випадку використовуються потужні багатопроцесорнісервери з можливостями нарощування оперативної пам'яті до кількохгігабайт, дискового простору до сотень гігабайт, швидкими інтерфейсамидискового обміну (типу Fast SCSI-2, Fast & Wide SCSI-2 і Fiber Channel) ідекількома мережевими інтерфейсами. Ці сервери використовують операційнусистему UNIX, мережні протоколи TCP/IP і NFS. На базі багатопроцесорних
UNIX-серверів зазвичай будуються також сервери баз даних великихінформаційних систем, тому що на них лягає основне навантаження пообробці інформаційних запитів. Подібного роду сервери отримали назвусуперсерверов.

За рівнем загальносистемного продуктивності, функціональнимможливостям окремих компонентів, відмовостійкості, а також у підтримцібагатопроцесорної обробки, системного адміністрування і дисковихмасивів великої ємності суперсервери вийшли в даний час на одинрівень з мейнфреймам і потужними мінікомп'ютері. Сучасні суперсерверихарактеризуються: наявністю двох або більше центральних процесорів RISC, або Pentium, або Intel 486; • багаторівневої шинної архітектурою, в якій запатентована високошвидкісна системна шина пов'язує між собою кілька процесорів і оперативну пам'ять, а також безліч стандартних шин введення/виводу, розміщених у тому ж корпусі; підтримкою технології дискових масивів RAID; підтримкою режиму симетричною багатопроцесорної обробки, що дозволяє розподіляти завдання по декількох центральних процесорів або режиму асиметричної багатопроцесорної обробки, що допускає виділення процесорів для виконання конкретних завдань.
Як правило, суперсервери працюють під управлінням операційних систем
UNIX, а останнім часом і Windows NT (на Digital 2100 Server Model
A500MP), які забезпечують багатопотокових багатопроцесорну ібагатозадачного обробку. Суперсервери повинні мати достатні можливостінарощування дискового простору та обчислювальної потужності, засобизабезпечення надійності зберігання даних та захисту від несанкціонованогодоступу. Крім того, в умовах швидко зростаючої організації, важливимумовою є можливість нарощування і розширення вже існуючоїсистеми.

4. Мейнфрейми

Мейнфрейм - це синонім поняття "велика універсальна ЕОМ".
Мейнфрейми і до сьогоднішнього дня залишаються найбільш потужними (не рахуючисуперкомп'ютерів) обчислювальними системами загального призначення,що забезпечують безперервний цілодобовий режим експлуатації. Вони можутьвключати один або декілька процесорів, кожний з яких, у свою чергу,може оснащуватися векторними сопроцессорами (прискорювачами операцій зсуперкомп'ютерної продуктивністю). У нашій свідомості мейнфрейми все щеасоціюються з великими по габаритах машинами, які вимагають спеціальнообладнаних приміщень з системами водяного охолодження ікондиціонування. Однак це не зовсім так. Прогрес в області елементно -конструкторської бази дозволив істотно скоротити габарити основнихпристроїв. Поряд з надпотужними мейнфреймів, що вимагають організаціїдвоконтурної водяної системи охолодження, є менш потужні моделі, дляохолодження яких досить примусової повітряної вентиляції, імоделі, побудовані за блочно-модульним принципом і не потребуютьспеціальних приміщень і кондиціонерів.

Основними постачальниками мейнфреймів є відомі комп'ютернікомпанії IBM, Amdahl, ICL, Siemens Nixdorf і деякі інші, але ведучароль належить безумовно компанії IBM. Саме архітектура системи
IBM/360, випущеної в 1964 році, і її наступні покоління стали взірцемдля наслідування. У нашій країні протягом багатьох років випускалися машини ряду
ЄС ЕОМ, що були вітчизняним аналогом цієї системи.

В архітектурному плані мейнфрейми представляють собою багатопроцесорнісистеми, що містять один або кілька центральних та периферійнихпроцесорів із загальною пам'яттю, пов'язаних між собою високошвидкіснимимагістралями передачі даних. При цьому основна обчислювальна навантаженнялягає на центральні процесори, а периферійні процесори (утермінології IBM - селекторні, блок-мультиплексний, мультиплексний каналиі процесори телеобробки) забезпечують роботу з широкою номенклатуроюпериферійних пристроїв.

Спочатку мейнфрейми орієнтувалися на централізовану модельобчислень, працювали під керуванням патентованих операційних систем імали обмежені можливості для об'єднання в єдину системуобладнання різних фірм-постачальників. Однак підвищений інтересспоживачів до відкритих систем, побудованим на базі міжнароднихстандартів і дозволяє досить ефективно використовувати всіпереваги такого підходу, змусив постачальників мейнфреймів істотнорозширити можливості своїх операційних систем у напрямкусумісності. В даний час вони демонструє свою "відвертість",забезпечуючи відповідність зі специфікаціями POSIX 1003.3, можливістьвикористання протоколів межз'єднань OSI і TCP/IP або надаючиможливість роботи на своїх комп'ютерах під управлінням операційноїсистеми UNIX власної розробки.

Стрімке зростання продуктивності персональних комп'ютерів,робочих станцій і серверів створив тенденцію переходу з мейнфреймів накомп'ютери менш дорогих класів: мінікомп'ютери і багатопроцесорнісервери. Ця тенденція отримала назву "розукрупнення" (downsizing).
Однак цей процес аж останнім часом трохи сповільнилося. Основнийпричиною відродження інтересу до мей-нфреймам експерти вважають складністьпереходу до розподіленої архітектурі клієнт-сервер, яка виявиласявище, ніж передбачалося. Крім того, багато користувачів вважають, щорозподілена середу не володіє достатньою надійністю для найбільшвідповідальних додатків, якою володіють мейнфрейми.

Очевидно вибір центральної машини (сервера) для побудовиінформаційної системи підприємства можливий лише після глибокого аналізупроблем, умов та вимог конкретного замовника і довгостроковогопрогнозування розвитку цієї системи.

Головним недоліком мейнфреймів в даний час залишаєтьсявідносно низьке співвідношення продуктивність/вартість. Однакфірмами-постачальниками мейнфреймів робляться значні зусилля зполіпшення цього показника.

Слід також пам'ятати, що у світі існує величезнаінстальована база мейнфреймів, на якій працюють десятки тисячприкладних програмних систем. Відмовитися від роками напрацьованогопрограмного забезпечення просто не розумно. Тому в даний часочікується зростання продажів мейнфреймів принаймні до кінця цього століття.
Ці системи, з одного боку, дозволять модернізувати існуючісистеми, забезпечивши скорочення експлуатаційних витрат, з іншого боку,створять нову базу для найбільш відповідальних додатків.

5. Кластерні архітектури

Двома основними проблемами побудови обчислювальних систем длякритично важливих додатків, пов'язаних з обробкою транзакцій,управлінням базами даних і обслуговуванням телекомунікацій, єзабезпечення високої продуктивності та тривалого функціонуваннясистем. Найбільш ефективний засіб досягнення заданого рівняпродуктивності - застосування паралельних масштабованих архітектур.
Завдання забезпечення тривалого функціонування системи має трискладових: надійність, готовність і зручність обслуговування. Всі ці трискладових припускають, в першу чергу, боротьбу з несправностямисистеми, породжуваними відмовами і збоями в її роботі. Ця боротьба ведеться завсіх трьох напрямках, які взаємопов'язані і застосовуються спільно.

Підвищення надійності грунтується на принципі запобіганнянесправностей шляхом зниження інтенсивності відмов і збоїв за рахунокзастосування електронних схем і компонентів з високою і надвисокої ступенемінтеграції, зниження рівня перешкод, полегшених режимів роботи схем,забезпечення теплових режимів їх роботи, а також за рахунок вдосконаленняметодів збирання апаратури. Підвищення рівня готовності припускаєпридушення в певних межах впливу відмов і збоїв на роботусистеми за допомогою засобів контролю та корекції помилок, а також коштівавтоматичного відновлення обчислювального процесу після проявунесправності, включаючи апаратурну і програмну надмірність, на основіякій реалізуються різні варіанти відмовостійких архітектур.
Підвищення готовності є спосіб боротьби за зниження часу простоюсистеми. Основні експлуатаційні характеристики системи істотнозалежать від зручності її обслуговування, зокрема від ремонтопридатності,контролепрігодності і т.д.

В останні роки в літературі з обчислювальної техніки все частішевживається термін "системи високої готовності" (High Availability
Systems). Всі типи систем високої готовності мають спільну мету - мінімізаціючасу простою. Є два типи часу простою комп'ютера: плановий інепланові. Мінімізація кожного з них вимагає різної стратегії ітехнології. Планове час простою звичайно включає час, прийнятекерівництвом, для проведення робіт з модернізації системи і для їїобслуговування. Непланові час простою є результатом відмови системиабо компонента. Хоча системи високої готовності можливо більшеасоціюються з мінімізацією непланових простоїв, вони виявляються такожкорисними для зменшення планового часу простою.

Існує декілька типів систем високої готовності, що відрізняютьсясвоїми функціональними можливостями і ціною. Слід зазначити, щовисока готовність не дається безкоштовно. Вартість систем високої готовностіна багато перевищує вартість звичайних систем. Ймовірно тому найбільшепоширення в світі отримали кластерні системи, завдяки тому, що вонизабезпечують достатньо високий рівень готовності систем при відноснонизьких витратах. Термін "кластеризація" на сьогодні в комп'ютернійпромисловості має багато різних значень. Суворе визначення могло бзвучати так: "реалізація об'єднання машин, що представляє єдиним цілимдля операційної системи, системного програмного забезпечення, прикладнихпрограм і користувачів ". Машини, кластерізованние разом таким способомможуть при відмові одного процесора дуже швидко перерозподілити роботу наінші процесори усередині кластера. Це, можливо, найбільш важливе завданнябагатьох постачальників систем високої готовності.

Першої концепцію кластерної системи анонсувала компанія DEC,визначивши її як групу об'єднаних між собою обчислювальних машин,що представляють собою єдиний вузол обробки інформації. По суті VAX -кластер являє собою слабосвязанную багатомашинних систему із загальноюзовнішньою пам'яттю, що забезпечує єдиний механізм управління таадміністрування. В даний час на зміну VAX-кластерів приходять UNIX -кластери. При цьому VAX-кластери пропонують перевірений набір рішень,який встановлює критерії для оцінки подібних систем.
VAX-кластер володіє наступними властивостями:
Поділ ресурсів. Комп'ютери VAX в кластері можуть розділяти доступ дозагальним стрічковим і дисковим накопичувачам. Всі комп'ютери VAX в кластері можутьзвертатися до окремих файлів даних як до локальних.
Висока готовність. Якщо відбувається відмова одного з VAX-комп'ютерів,завдання його користувачів автоматично можуть бути перенесені на іншийкомп'ютер кластеру. Якщо в системі є декілька контролерів зовнішніхнакопичувачів і один з них відмовляє, інші контроллери автоматичнопідхоплюють його роботу.
Висока пропускна здатність. Ряд прикладних систем можуть користуватисяможливістю паралельного виконання завдань на декількох комп'ютерахкластеру.
Зручність обслуговування системи. Загальні бази даних можуть обслуговуватися зєдиного місця. Прикладні програми можуть інсталюватися тількиодного разу на загальних дисках кластеру і поділені між усіма комп'ютерамикластеру.
Розширюваність. Збільшення обчислювальної потужності кластера досягаєтьсяпідключенням до нього додаткових VAX-комп'ютерів. Додатковінакопичувачі на магнітних дисках та магнітних стрічках стають доступними длявсіх комп'ютерів, що входять у кластер.

Робота будь-якої кластерної системи визначається двома головнимикомпонентами: високошвидкісним механізмом зв'язку процесорів між собою ісистемним програмним забезпеченням, що забезпечує клієнтампрозорий доступ до системного сервісу.

В даний час широке поширення набула також технологіяпаралельних баз даних. Ця технологія дозволяє безлічі процесоріврозділяти доступ до єдиної бази даних. Розподіл завдань збезлічі процесорних ресурсів і паралельне їх виконання дозволяєдосягти більш високого рівня пропускної спроможності транзакцій,підтримувати більше число одночасно працюючих користувачів і прискоритивиконання складних запитів. Існують три різні типи архітектури,які підтримують паралельні бази даних:
• Симетрична багатопроцесорна архітектура з загальною пам'яттю (Shared Memory
SMP Architecture). Ця архітектура підтримує єдину базу даних, що працює на багатопроцесорних серверів під управлінням однієї операційної системи. Збільшення продуктивності таких систем забезпечується нарощуванням кількості процесорів, пристроїв оперативної і зовнішньої пам'яті.
• Архітектура з загальними (розділяються) дисками (Shared Disk Architecture).
Це типовий випадок побудови кластерної системи. Ця архітектура підтримує єдину базу даних при роботі з кількома комп'ютерами, об'єднаних у кластер (зазвичай такі комп'ютери називаються вузлами кластера), кожен з яких працює під управлінням своєї копії операційної системи. У таких системах всі вузли поділяють доступ до загальних дисків, на яких власне і розташовується єдина база даних.
Продуктивність таких систем може збільшуватися як шляхом нарощування кількості процесорів і обсягів оперативної пам'яті в кожному вузлі кластеру, так і за допомогою збільшення кількості самих вузлів.
• Архітектура без поділу ресурсів (Shared Nothing
Architecture). Як і в архітектурі з загальними дисками, в цій архітектурі підтримується єдиний образ бази даних при роботі з кількома комп'ютерами, що працюють під управлінням своїх копій операційної системи. Однак у цій архітектурі кожен вузол системи має власну оперативну пам'ять і власні диски, які не розділяються між окремими вузлами системи. Практично в таких системах поділяється тільки загальний комунікаційний канал між вузлами системи.
Продуктивність таких систем може збільшуватися шляхом додавання процесорів, обсягів оперативної і зовнішньої (дискової) пам'яті в кожному вузлі, а також шляхом нарощування кількості таких вузлів. < p> Таким чином, середовище для роботи паралельної бази даних маєдвома важливими властивостями: високою готовністю і високоїпродуктивністю. У разі кластерної організації кілька комп'ютерівабо вузлів кластеру працюють з єдиною базою даних. У разі відмови одногоз таких вузлів, що залишилися вузли можуть взяти на себе завдання, що виконувалисяна відмовившись сайті, не зупиняючи загальний процес роботи з базою даних.
Оскільки логічно в кожному вузлі системи є образ бази даних, доступдо бази даних буде забезпечуватися до тих пір, поки в системі є поПринаймні один справний вузол. Продуктивність системи легкомасштабується, тобто додавання додаткових процесорів, обсягівоперативної і дискової пам'яті, і нових вузлів в системі може виконуватися вбудь-який час, коли це дійсно потрібно.

Паралельні бази даних знаходять широке застосування в системахобробки транзакцій в режимі on-line, системах підтримки прийняття рішеньі часто використовуються при роботі з критично важливими для роботи підприємстві організацій додатками, які експлуатуються по 24 години на добу.