ЧИ БГУЭП
Министерство образования РФ

Байкальский государственный университет экономики и права
Кафедра информатики
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Вычислительные системы и сети»

ПРОЦЕССОРЫ И КОМПЬЮТЕРЫ IBM
Исполнитель ___________ студент 2-го курса гр. ПИЭ-06 Данилов А.А

(дата, подпись) (группа, ФИО)
Руководитель ___________ Пригляднов Б.И.

(дата, подпись) (ФИО)
Чита, 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

International Business Machines (IBM) - мировой лидер среди поставщиков компьютерного оборудования. Компания производит широкий спектр компьютеров - от ноутбуков до больших ЭВМ (mainframe) и сетевых серверов. Кроме этого, компания изготовляет программное обеспечение (котируемое как №2 после Microsoft) и периферийные устройства. 35% доходов приносит всегда находящееся в развитии, наибольшее в мире сервисное отделение фирмы. IBM владеет компанией-пионером в области программных разработок Lotus Development. Дочернее предприятие - Tivoli Systems - разрабатывает инструменты по управлению корпоративными компьютерными сетями. Около 60% своих продаж компания совершает за пределами США.

История IBM - это история всей компьютерной отрасли. У многих людей слово "компьютер" до сих пор ассоциируется со словом IBM. Нельзя забывать также новации компании в сфере организации высокотехнологичного производства, мотивации сотрудников и развития целого нового рынка в мировом масштабе.

В данной работе я рассмотрю основные периоды истории развития IBM, прослежу за ее наиболее известными инновациями в области информационных технологий и конечно же расскажу о текущем состоянии компании. Более того, постараюсь подробно рассмотреть наиболее известные компьютеры данной фирмы, созданные за период ее существования.

1. История

   1. 1888—1924: Основание IBM

Компания, которая известна сейчас под именем IBM, была основана 15 июня 1911 года и называлась C-T-R (Computing-Tabulating-Recording), однако еще в 1890 году сотрудник Бюро переписи населения США Герман Холлерих предложил своим работодателям машину для автоматизации учета населения на основе карточек. В итоге после переписи населения на территории США в 1896 году впервые был применён «электрический табулятор», изобретённый Германом Холлеритом. Благодаря ему, данные переписи удалось обработать всего за 3 месяца, вместо ожидаемых 24. Воодушевлённый успехом, изобретатель открывает в 1896 году компанию Tabulating Machine Company. В 1911 году она вошла в объединение с компаниями Computing Scale Company of America и International Time Recording Company, в итоге и названное C-T-R. В мае 1914 года генеральным управляющим компании C-T-R стал Томас Уотсон (Thomas Watson, 17.02.1874—19.06.1956).

Компания сразу принялась за производство огромного количества технических устройств - от вычислительных машин до резаков для мяса и сыра. Тогда же были заложены основы знаменитой корпоративной культуры: ухоженные, хорошо одетые salesman'ы, щедрые премии по результатам работы и неистребимая гордость за свою фирму.

2. 1930-е - 1940-е годы

Во время Великой депрессии 30-х годов IBM была одной из немногих, кто продолжал развиваться. «Удержаться на плаву» помогли только многомиллионные доходы. Несмотря на кризис, президент компании Томас Уотсон продолжает финансировать исследования и выплачивать рабочим зарплату. Выйти из кризиса IBM помогли крупные заказы правительства США в 1935—1936 годах. Плачевное состояние конкурентов позволило будущему гиганту захватить практически монопольные позиции на рынке учетных машин. В результате против IBM было возбуждено дело по антимонопольной статье, и вина была доказана. Компании пришлось подчиниться решению суда. Вообще, количество исков, поданных на компанию, в каком-то смысле соответствует ее масштабам. Например, в течение 70-х годов ХХ в. конкуренты подавали на IBM в суд 20 раз.

В 1943 году был создан «Марк I» (Automatic Sequence Controlled Calculator — Калькулятор, управляемый автоматическими последовательностями) — первый американский программируемый компьютер. Разработан и построен в 1943 году по контракту с «IBM» молодым гарвардским математиком Говардом Эйкеном и ещё четырьмя инженерами этой компании на основе идей англичанина Чарльза Бэббиджа.

Также во время Второй мировой войны компания производила стрелковое оружие (М1 Carbine и Browning Automatic Rifle).

3. 1950-е - 1960-е годы

В 1952 году IBM представила новый компьютер «IBM 701», основанный на вакуумных трубах и впервые использующийся для хранения информации на магнитной пленке. Эта модель была намного быстрее Mark I и удобнее в эксплуатации, использовалась преимущественно для научных расчетов. В том же году пост президента корпорации занял сын Томаса Уотсона - Том Уотсон младший. Под его руководством доходы компании выросли до 8 млрд. долл., а число сотрудников - до 270 тысяч человек. Вскоре он напишет известный документ, выгравированный рядом с главным офисом: "Работникои IBM может стать любой человек независимо от расы, цвета и вероисповедания, если он достаточно талантлив и образован, чтобы выполнять поставленные задачи".

IBM продолжает совершенствовать свои компьютеры. В коммерческой продаже появляется «IBM 704» со встроенными возможностями операций с плавающей точкой и индексацией, использующий новый вид магнитной памяти. С 1955 по 1960 год корпорация произвела более 120-ти таких машин. В 1959 году появились первые компьютеры IBM на транзисторах, достигшие такого уровня надежности и быстродействия, при котором ВВС США посчитали возможным использовать их в системе раннего оповещения ПВО. По заказу военных IBM сконструировала Naval Ordnance Research Computer (NORC) - самый мощный электронный компьютер своего времени.

В 1957 году инженеры IBM разработали язык программирования Fortran (FORmula TRANslation), который сразу же становится самым популярным инструментом для научных работ и ставший теперь одним из основных источников "ошибки 2000 года".

В 60-х годах в мире насчитывалось 8 основных производителей компьютеров: Scientific Data Systems, Control Data Corporation, UNIVAC, General Electric, Burroughs, RCA and Honeywell. IBM была самой большой и влиятельной из всех. Успех корпорации был настолько велик, что правительство США запустили судебное разбирательство о попытке монополии на передовые технологические разработки. Дело это длилось много лет и закончилось только в 1983 году, в целом сильно повлияв на модель работы компании.

Самым важным проектом IBM в 60-х и одним из самых революционных в ее истории вообще стал представленный в 1964 году IBM System /360. В этой модели лежала концепция совместимости, то есть стало возможным постепенно наращивать мощность машины, заменяя устаревшие комплектующие новыми. В это время многие компании нуждались в компьютерных решениях, но часто приходилось выбирать между устаревшей машиной и мощной, а значит, неприемлемо дорогой. В итоге потенциальные клиенты просто отказывались приобретать компьютер. Разработка технологии совместимости обошлась IBM в 5 миллиардов долларов (30 миллиардов по современным меркам), что сделало исследовательский проект одним из самых дорогих в истории бизнеса. Корпорация поставила на System /360 практически все. И не прогадала - впоследствии это окупилось сполна.

В 1969 году Томас Уотсон младший внес еще одно революционное изменение - теперь уже в систему продаж оборудования. Если раньше все компьютеры и ПО поставлялось целиком в коробке, то теперь появилась возможность купить компоненты по отдельности. Это решение образовало новый рынок с огромным денежным оборотом, и IBM заняла в нем ведущую роль вплоть до настоящего времени.

4. 1970-е годы

В
Рис.1 Логотип IBM
1972 году был представлен обновлённый логотип (буквы из синих полосок) компании, используемый до настоящего времени. Над логотипом работал дизайнер Пол Рэнд (Paul Rand).

Помимо разработки новых компьютеров, IBM начинает покорять новые рынки. В 1970 году корпорация представила IBM Copier - машину для фотокопирования. Годом позже появилась система распознавания речи, «понимающая» 5000 слов. Также IBM предоставляет новые виды сервисов, такие как кодирование и теснение кредитных карт в условиях строжайшей безопасности. В 1971 году компания представила гибкий диск, который стал стандартом для хранения данных.

Когда в 1971 году космический аппарат Apollo совершил посадку на Луну, все компьютерные операции происходили на компьютерах IBM. Чуть позже научное подразделение компании, поддерживающее космические программы, получит почетную награду NASA за выдающийся вклад в исследование космоса.

В 1973 году инженеры корпорации разрабатывают прототип дискового блока IBM 3340, более известного как «винчестер». Технология, используемая в нем, позволила вдвое увеличить плотность записи данных на дисках, и на протяжении следующих 20 лет она станет стандартной для всех жестких дисков.

В это время компанию возглавил Франк Кэрри, который уже долгое время занимал высокую должность. Том Уотсон младший по прежнему оставался в составе директоров, но в 79-м году переехал в Советский Союз и представлял там IBM.

Началом микропроцессорной революции стали 70-е годы. Конечно, IBM не остается в стороне и начинает активно использовать новые технологии в своих продуктах. В 1975 году выходит в свободную продажу IBM 5100 Portable Computer - один из самых первых портативных компьютеров, где все комплектующие находятся в одном корпусе. Кассетный привод, 5-тидюймовый экран, собственный процессор от IBM, несколько сотен килобайт read-only памяти, содержащей системный софт и 64 Кб доступной для записи памяти - такими были его характеристики. Весил он 25 килограммов и стоил, в зависимости от комплектации, от 9 до 20 тысяч долларов. Несмотря на то, что это было новое слово в производстве компьютеров, большого распространения IBM 5100 не получил - в основном из-за высокой цены и отсутствия удобного интерфейса.

5. 1980-е годы

1981 год прочно вошел в историю человечества как год появления Персонального Компьютера - IBM PC. 16 килобайт оперативной памяти и одного или двух флоппи-дисководов вполне хватало, чтобы исполнять операционную систему DOS, разработанную небольшой компанией Microsoft, и некоторое количество приложений.

На протяжении 80-х годов IBM продолжила покорять рынок, разрабатывая новые модели компьютеров и расширяя возможности отдельных комплектующих. Новым полем, которое освоила IBM, стало создание промышленных роботов. В 1982 году выходят 2 программируемые роботосистемы: 7565 и 7535.

После того как Джон Экерс возглавил корпорацию в 1985 году, IBM стала одним из самых крупных в мире инвесторов в разработке новых технологий. Для поощрения новых идей и проектов был открыт внутренний 100-миллионный фонд. Полученные в его рамках креативные решения, сэкономили компании в 8 раз больше. Кроме того, выделенные на исследования средства позволили реализовать большое количество революционных проектов в области физики, математики, расширить компьютерные возможности. За несколько лет исследователи и инженеры IBM получили ряд престижных научных премий, включая 4 Нобелевские, а в 1986 году Нобелевскую премию получают Герд Биннинг и Хейнрик Рохрер за изобретение нового способа микроскопической съемки поверхности, при которой видны отдельные атомы. Годом позже ту же награду вручили Джорджу Беднорзу и Алексу Мюллеру за открытие сверхпроводимости нового класса материалов при высокой температуре.

Параллельно компания принимает активное участие в финансировании государственного образования, вложив 80 миллионов долларов в различные гранты и культурные программы. А в 1984 году становится главным спонсором Олимпийских игр.

Тем временем инженеры представляют новые модели компьютеров. В 1987 году выходит более мощная модель IBM PC - PS/2. За 6 месяцев удается продать миллион штук, в то время как оригинальному PC для этого понадобилось 28 месяцев. В поддержку своего нового детища компания разработала операционную систему OS/2, которая дала пользователям мультизадачность, защищенность и возможность работы с очень большими приложениями.

6. 1990-е годы

IBM 19 января 1993-го года анонсировала убытки за прошедший год в размере 5-ти миллиардов долларов. Таких потерь в истории США не несла еще ни одна компания. В результате этого была полностью пересмотрена система ведения бизнеса, и в итоге корпорация сменила приоритет, перейдя от разработки компьютеров и комплектующих к созданию программного обеспечения и предоставлению различных сервисов и консультаций.

В этом же году IBM представила очень удачную модель нового ноутбука ThinkPad, в котором впервые использовался трекпоинт, интегрированный в середину клавиатуры. Этот портативный компьютер сразу стал хитом, завоевав более 300 наград за уникальный дизайн и качество.

С развитием компьютерных сетей IBM стала уделять большое внимание разработке сетевых приложений и устройств. В 1994 году компания формирует IBM Global Network - новое подразделение, занимающееся созданием крупнейшей в мире высокоскоростной сети для связи правительственных и коммерческих структур. Ее клиентами станут более 2-х миллионов человек.

В 1994 году состоялась презентация PowerPC 604 - самого мощного в мире микропроцессора, способного обрабатывать 40 мегабайт информации в секунду.

7. IBM сегодня

В 1997 году IBM продемонстрировала возможности современных компьютеров, построив Deep Blue - машину, запрограммированную на игру в шахматы. На встрече с чемпионом мира Гарри Каспаровым Deep Blue одержал верх, что вызвало волну споров о перспективах компьютеров в будущем и приближенности их способностей к человеческому разуму.

К концу десятилетия IBM становится ведущим поставщиком компьютерных серверов. Серверы от IBM используют 95% крупнейших бизнес-компаний мира, а самой популярной серверной машиной стал IBM AS/400 (продано 700 тысяч штук в 150 странах мира). В 2000 году появляется новая серия IBM eServer - сервер нового поколения, унаследовавший мощь и надежность мейнфреймов. В этом же 2000 году IBM делает крупнейшую в своей истории инвестицию в размере 5-ти миллиардов долларов - рядом с Нью-Йорком стартует строительство самого технологически-оснащенного в мире завода по производству чипов.

Разрабатывая сетевую продукцию и софт, IBM не отошла от рынка, в котором всегда занимала ведущую роль - рынка суперкомпьютеров. Гордостью компании является Blue Gene/L мощностью 280,6 Терафлоп и состоящий из 65536 узлов. Эта махина занимает первое место в списке самых производительных суперкомпьютеров в мире. Корпорация продолжает наращивать мощность, и в последней модели Blue Gene/Q отметка производительности будет достигать 3-х Петафлоп.

В феврале 2005 года IBM раскрыла подробности своего совместного с Sony проекта по созданию «клеточного» микропроцессора, работающего на основе векторной обработки данных. Первым его применением стала приставка PlayStation 3.

2. Процессоры и компьютеры

   1. Mark I

В
Рис.2 «Марк I». Вид слева.
1943 году началась история компьютеров IBM - был выпущен "автоматический калькулятор" - «Марк I» (Automatic Sequence Controlled Calculator — Калькулятор, управляемый автоматическими последовательностями) — первый американский программируемый компьютер. Разработан и построен по контракту с «IBM» молодым гарвардским математиком Говардом Эйкеном и ещё четырьмя инженерами компании на основе идей англичанина Чарльза Бэббиджа.

После успешного прохождения первых тестов в феврале 1944-го компьютер был перенесён в Гарвардский университет и формально запущен там 7 августа 1944 года.

Рис.3 Вид справа. По настоянию президента «IBM» Томаса Дж. Уотсона, вложившего в создание «Марк I» 500 тысяч долларов своей компании, машина была заключена в корпус из стекла и нержавеющей стали. Компьютер содержал около 765 тысяч деталей (электромеханических реле, переключателей и т. п.) достигал в длину почти 17 м (машина занимала в Гарвардском университете площадь в несколько десятков квадратных метров), в высоту — более 2,5 м и весил около 4,5 т. Общая протяжённость соединительных проводов составляла почти 800 км. Основные вычислительные модули синхронизировались механически при помощи 15-метрового вала, приводимого в движение электрическим двигателем, мощностью в 5 л.с. (4 КВт).

Компьютер оперировал 72 числами, состоящими из 23 десятичных разрядов, затрачивая по 3 секунды на операции сложения и вычитания. Умножение выполнялось в течение 6 секунд, деление — 15,3 секунды, на операции вычисления логарифмов и выполнение тригонометрических функций требовалось больше минуты.

Фактически «Марк I» представлял собой усовершенствованный арифмометр, заменявший труд примерно 20 операторов с обычными ручными устройствами, однако из-за наличия возможности программирования некоторые исследователи называют его первым реально работавшим компьютером. На самом деле, машина начала перемалывать свои разряды лишь через два года после того как в Германии немецкий изобретатель Конрад Цузе создал вычислительную машину «Z3».

«Марк I» последовательно считывал и выполнял инструкции с перфорированной бумажной ленты. Компьютер не умел выполнять условные переходы, из-за чего каждая программа представляла собой довольно длинный ленточный рулон. Циклы (англ. loops — петли) организовывались за счёт замыкания начала и конца считываемой ленты (то есть действительно за счёт создания петель). Принцип разделения данных и инструкций получил известность, как Гарвардская архитектура.

Однако, главным отличием компьютера «Марк I» было то, что он был первой полностью автоматической вычислительной машиной, не требовавшей какого-либо вмешательства человека в рабочий процесс.

Н
Рис.4 Устройство

ввода-вывода
а церемонии передачи компьютера Говард Эйкен не упомянул о какой-либо роли «IBM» в создании машины. Томас Уотсон был разозлён и недоволен этим поступком Эйкена, поэтому прекратил их далнейшее сотрудничество. Данное «IBM» название «Automatic Sequence Controlled Calculator» Эйкен заменил на «Mark I», а компания приступила к созданию нового компьютера «SSEC» уже без участия Говарда Эйкена. В свою очередь, Говард Эйкен также продолжил работу над созданием новых вычислительных машин. За «Марком I» последовал «Марк II», затем в сентябре 1949 года «Марк III/ADEC», а в 1952 — «Марк IV».

2. IBM PC

История создания первого IBM PC (ай-би-э́м пи-си́), положившего начало семейству наиболее распространенных современных персональных компьютеров, началась в июле 1980 года и была завершена 12 августа 1981 года представлением модели IBM 5150. Модель стоила 1565 долларов. Появление IBM PC стало результатом попытки компании завоевать рынок домашних компьютеров. В это время лидерами рынка были Apple II и CP/M. IBM поручила команде из 12-ти своих лучших инженеров под предводительством Уильяма Лоу (подразделение IBM в г. Бока-Ратон, шт. Флорида) сконструировать модель, способную успешно конкурировать с этими платформами.

В то время фирма IBM не придавала большого значения персональным компьютерам, поэтому в IBM PC было использовано много «чужих» компонентов (например, использовался процессор фирмы Intel, а операционная система MS-DOS была лицензирована Microsoft у Seattle Computer Products) — до этого IBM предпочитала всё делать самостоятельно. Более того, вопреки жёсткой политике IBM в области интеллектуальной собственности, ни эти компоненты, ни разработанная тут же базовая система ввода-вывода не были залицензированы, что позволило сторонним фирмам, пользуясь опубликованными с
Рис.5 IBM PC
пецификациями, создать множество клонов РС и отобрать у IBM львиную долю этого быстро расширяющегося рынка.

Предшественниками IBM PC были компьютеры Altair, IMSAI, Apple I и II, Radio Shack TRS-80, Atari 400 и 800, Commodore PET, и многие другие.

Ключевыми технологиями стали:

• 
  системная шина ISA со стандартными слотами, что позволяло вставлять в компьютер разнообразные платы расширения (видео-, звуковые, сетевые и прочие адаптеры)
  
• 
  BIOS - набор системных функций, позволявший разработчику ПО абстрагироваться от деталей работы аппаратуры и не зависеть от конкретной конфигурации системы. (До этого все ПО разрабатывалось только под конкретные машины и поставлялось вместе с ними)
  

Конфигурация первого IBM PC:

Процессор Intel 8088 с частотой 4.77 МГц, емкость ОЗУ от 16 до 256Кбайт. Флоппи-дисковод емкостью 160 Кбайт приобретались за отдельную плату в количестве 1 или 2 шт., винчестера не было.

В IBM PC можно было использовать либо монохромный видеоадаптер MDA (текст 80×25, размер символа 9×14), либо цветной видеоадаптер CGA (текст 80×25 или 40×25, размер символа 8×8, либо графика 320×200/4 цвета или 640×200/2 цвета). Причём можно было даже вставить оба адаптера и подключить сразу два монитора, монохромный и цветной.

Влияние на последующее развитие ПК

Процессор Intel 8088, использовавшийся в IBM PC, в то время рассматривался как временное решение в области 16-битных процессоров, поскольку разработка «настоящего» процессора Intel 80286 требовала много времени. Операционная система MS-DOS также считалась «временной»: под процессор Intel 80286 предполагалось создать уже «серьёзную» операционную систему — OS/2.

Архитектура же IBM PC прижилась настолько, что большинство процессоров 80286 и даже 80386 использовались в режиме совместимости с 8086 («реальный режим»), а MS-DOS надолго стала доминирующей операционной системой на IBM PC. Такому успеху IBM PC способствовала открытая архитектура и появление огромного количества клонов. Единственным компонентом защищённым лицензией была прошивка BIOS, которую впрочем всё-таки вполне легально скопировала Compaq, воспользовавшись принципом обратной разработки.

Различие между процессорами 8088 и 8086 состоит в ширине внешней шины данных — процессор 8086 пересылает 16-разрядные, а 8088 — восьмиразрядные данные. Во-первых, на момент выпуска IBM PC, чип 8088 был значительно дешевле, во-вторых использование 8-ми разрядной шины данных упрощало аппаратуру. «Настоящий» 16-ти разрядный 8086 процессор появился уже в IBM PC/XT, хотя разработан он был почти на год раньше, чем 8088.

3. Мейнфреймы

Мейнфре́йм (от англ. mainframe) — данный термин имеет два основных значения.

• 
  Большая универсальная ЭВМ — высокопроизводительный компьютер со значительным объёмом оперативной и внешней памяти, предназначенный для организации централизованных хранилищ данных большой ёмкости и выполнения интенсивных вычислительных работ.
  
• 
  Компьютер c архитектурой IBM System/360, 370, 390, zSeries.
  

Особенности и характеристики современных мейнфреймов:

• 
  Среднее время наработки на отказ оценивается в 12—15 лет. Надежность мейнфреймов — это результат почти 60-летнего их совершенствования. Группа разработки VM/ESA затратила двадцать лет на удаление ошибок из операционной системы, и в результате была создана система, которую можно использовать в самых ответственных случаях.
  
• 
  Повышенная устойчивость систем. Мейнфреймы могут изолировать и исправлять большинство аппаратных и программных ошибок за счет использования следующих принципов.
  
• 
  Дублирование: два резервных процессора, запасные микросхемы памяти, альтернативные пути доступа к периферийным устройствам.
  
• 
  Горячая замена всех элементов вплоть до каналов, плат памяти и центральных процессоров.
  
• 
  Целостность данных. В мейнфреймах используется память, исправляющая ошибки. Ошибки не приводят к разрушению данных в памяти, или данных, ожидающих устройства ввода-вывода. Дисковые подсистемы построенные на основе RAID-массивов с горячей заменой и встроенных средств резервного копирования защищают от потерь данных.
  
• 
  Рабочая нагрузка мейнфреймов может составлять 80—95% от их пиковой производительности. Для UNIX-серверов, обычно, рабочая нагрузка не может превышать 20—30% от пиковой загрузки. Серверы типа Unix или Microsoft Windows чтобы быть устойчивыми должны выполнять единственное приложение, то есть под каждое приложение типа базы данных, промежуточного ПО или интернет-сервера должна быть выделена отдельная машина, в то время как операционная система мейнфрейма будет тянуть всё сразу, причем все приложения будут тесно сотрудничать и использовать общие куски ПО.
  
• 
  Пропускная способность подсистемы ввода-вывода мейнфреймов разработана так, чтобы работать в среде с высочайшей рабочей нагрузкой на ввод-вывод.
  
• 
  Масштабирование может быть как вертикальным так и горизонтальным. Вертикальное масштабирование обеспечивается линейкой процессоров с производительностью от 5 до 200 MIPS и наращиванием до 12 центральных процессоров в одном компьютере. Горизонтальное масштабирование реализуется объединением ЭВМ в Sysplex (System Complex) — многомашинный кластер, выглядящий с точки зрения пользователя единым компьютером. Всего в Sysplex можно объединить до 32 машин. Географически распределенный Sysplex называют GeoPlex. В случае использования ОС VM для совместной работы можно объединить любое количество компьютеров. Программное масштабирование — на одном мейнфрейме может быть сконфигурировано фактически бесконечное число различных серверов. Причем все серверы могут быть изолированы друг от друга так, как будто они выполняются на отдельных выделенных компьютерах и в тоже же время совместно использовать аппаратные и программные ресурсы и данные.
  
• 
  Доступ к данным. Поскольку данные хранятся на одном сервере, прикладные программы не нуждаются в сборе исходной информации из множества источников, не требуется дополнительное дисковое пространство для их временного хранения, не возникают сомнения в их актуальности. Требуется небольшое количество физических серверов и значительно более простое программное обеспечение. Все это, в совокупности, ведет к повышению скорости и эффективности обработки.
  
• 
  Защита. Встроенные в аппаратуру возможности защиты, такие как криптографические устройства, и Logical Partition, и средства защиты операционных систем, дополненные программными продуктами RACF или VM:SECURE, обеспечивают совершенную защиту.
  
• 
  Сохранение инвестиций — использование данных и существующих прикладных программ, не влечет дополнительных расходов по приобретению нового программного обеспечения для другой платформы, переучиванию персонала, переноса данных.
  
• 
  Пользовательский интерфейс всегда оставался наиболее слабым местом мейнфреймов. Сейчас же стало возможно для прикладных программ мейнфреймов, в кратчайшие сроки и при минимальных затратах, обеспечить современный интернет-интерфейс.
  

IBM System/360

IBM System/360 (S/360) — это семейство компьютеров класса мейнфреймов, которое было анонсировано 7 апреля 1964 года. Это был первый ряд компьютеров, в котором проводилось чёткое различие между архитектурой и реализацией.

В
Рис.6 IBM System/360
отличие от предыдущих серий, IBM создала линейку компьютеров, от малых к большим, от низкой к высокой производительности, все модели которой использовали один и тот же набор команд (с двумя исключениями из правила — для специфичных рынков). Эта особенность позволяла заказчику использовать недорогую модель, после чего обновиться до более крупной системы, с ростом компании — без необходимости переписывать программное обеспечение. Для обеспечения совместимости, IBM впервые применила технологию микрокода, который применялся во всех моделях серии кроме самых старших.

Затраты на разработку System/360 составили около 5 млрд. долларов США (что соответствует 30 млрд. в ценах 2005 г., если сравнивать с 1964). Таким образом, это был второй по стоимости проект НИОКР 1960-х годов после программы «Аполлон».

Дальнейшим развитием IBM/360 стали системы 370, 390, zSeries и z9. В СССР IBM/360 была клонирована под названием ЕС ЭВМ.

Благодаря широкому распространению IBM/360 8-битные символы и 8-битный байт как минимально адресуемая ячейка памяти стали стандартом для всей компьютерной техники.

Шестнадцатеричная система, широко применявшаяся в документации IBM/360, практически вытеснила ранее доминировавшую восьмеричную.

IBM System/370

I
Рис.7 IBM System/370
BM System/370 (S/370) — серия мейнфреймов, выпущенная компанией IBM. Впервые анонсирована 30 июля 1970 года. Эти машины обладали теми же преимуществами, что и их предшественники System/360: высокой управляемостью, универсальностью, масштабируемостью и надёжностью при обработке приложений с большим объёмом данных в многопользовательской среде и были совместимы с системами System/360. Основными новациями System/370 можно считать возможность использования нескольких процессоров в рамках одной системы, полноценную поддержку виртуальной памяти и новый 128-разрядный блок вещественной арифметики.

IBM System/390

IBM System/390 (S/390) — мейнфреймы компьютерной архитектуры IBM ESA/390, разработанные компанией IBM.

IBM ESA/390 (англ. Enterprise Systems Architecture/390) является развитием архитектур System/360 и System/370; о её выпуске было объявлено в 1990 г. В результате пересмотра бизнес инфраструктуры в 2000 г., дальнейшее развитие архитектуры линии IBM S/390 получило название z/Architecture, а мейнфреймы — zSeries и System z9.

IBM System z

IBM System z (более раннее название IBM eServer zSeries) — бренд созданный компанией IBM, для обозначения линейки мейнфреймов.

Буква Z происходит от «zero down time», означающее нулевое время простоя, что отражает одно из главных качеств сервера — высочайшую надежность, позволяющую непрерывно поддерживать работу сервера на заданном уровне производительности по схеме 7 × 24 (то есть 24 часа в сутки) × 365 (дней).

В
Рис.8 zSeries 800
2000 году компания IBM сменила название IBM System/390 на IBM eServer zSeries и уже в октябре 2000 была выпущена первая модель этого семейства zSeries 900. В 2002 году было представлено новое семейство zSeries 800. А в апреле появился сервер zSeries 890. В середине 2005 системы этого типа получили новое обозначение — System Z.

Рассмотрим один из представителей этого семейства мейнфреймов - zSeries 890 — класс мейнфреймов, созданный компанией IBM и предназначенный для предприятий среднего размера. В целом z890 построен на базе технологии сервера z990, но обладает меньшей мощностью.

Общие Характеристики:

• 
  От 1 до 4 процессоров.
  
• 
  От 8 до 256 GB внутренней памяти.
  
• 
  До 30 логических разделов LPAR.
  
• 
  До 256 каналов ввода/вывода.
  

Конструкция:

z890 построен по классической схеме zSeries, но имеет только один фрейм(A-фрейм), в то время как z990 имеет два фрейма(A и Z фреймы).

Фрейм z890 состоит из:

• 
  CEC каркаса
  
• 
  Каркаса ввода/вывода
  
• 
  Источников питания
  
• 
  ИБП
  
• 
  Системы воздушного охлаждения
  
• 
  Системы жидкостного охлаждения
  

Поскольку для сервера z890 реализована только одна аппаратная модель — А04, CEC cage содержит только один процессорный блок(в то время как CEC cage в z990 имеет 4 блока). Поэтому z890 может иметь от 1 до 4 процессоров и от 8 до 32 GB внутренней памяти. Один из процессоров может быть конфигурован как SAP.

Блоки z890 поддерживают пропускнцую способность данных в 16 Gb/sec между памятью и устройствами ввода/вывода используяю до восьми процессорных шин STI(Self-Timed Interconnect).

Серверы z890 работают только в LPAR-режиме. В одном сервере можно определить до 30 логических разделов(LP), и соответственно до 30 логических канальных подсистем(LCSS). Существуют определенные правила построения LPs и LCSSs :

4. Суперкомпьютеры

Определение понятия суперкомпью́тер (англ. supercomputer) не раз было предметом многочисленных споров и дискуссий.

Чаще всего авторство термина приписывается Джорджу Мишелю и Сиднею Фернбачу, в конце 60-х годов XX века работавшим в Ливерморской национальной лаборатории и компании Control Data Corporation. Тем не менее, известен тот факт, что ещё в 1920 году газета New York World рассказывала о «супервычислениях», выполняемых при помощи табулятора IBM, собранного по заказу Колумбийского университета.

В общеупотребительный лексикон термин «суперкомпьютер» вошёл благодаря распространённости компьютерных систем Сеймура Крея, таких как, Control Data 6600, Control Data 7600, Cray-1, Cray-2, Cray-3 и Cray-4. Сеймур Крей разрабатывал вычислительные машины, которые по сути становились основными вычислительными средствами правительственных, промышленных и академических научно-технических проектов США с середины 60-х годов до 1996 года. Не случайно в то время одним из популярных определений суперкомпьютера было следующее: — «любой компьютер, который создал Сеймур Крей». Сам Крей никогда не называл свои детища суперкомпьютерами, предпочитая использовать вместо этого обычное название «компьютер».

Из-за большой гибкости самого термина до сих пор распространены довольно нечёткие представления о понятии «суперкомпьютер». Шутливая классификация Гордона Белла и Дона Нельсона, разработанная приблизительно в 1989 году, предлагала считать суперкомпьютером любой компьютер, весящий более тонны. Современные суперкомпьютеры действительно весят более 1 тонны, однако далеко не каждый тяжёлый компьютер достоин считаться суперкомпьютером. В общем случае, суперкомпьютер - это компьютер значительно более мощный, чем доступные для большинства пользователей машины. При этом, скорость технического прогресса сегодня такова, что нынешний лидер легко может стать завтрашним аутсайдером.

Архитектура также не может считаться признаком принадлежности к классу суперкомпьютеров. Ранние компьютеры CDC были обычными машинами, всего лишь оснащёнными быстрыми для своего времени скалярными процессорами, скорость работы которых была в несколько десятков раз выше, чем у компьютеров, предлагаемых другими компаниями.

Большинство суперкомпьютеров 70-х оснащались векторными процессорами, а к началу и середине 80-х небольшое число (от 4 до 16) параллельно работающих векторных процессоров практически стало стандартным суперкомпьютерным решением. Конец 80-х и начало 90-х годов охарактеризовались сменой магистрального направления развития суперкомпьютеров от векторно-конвейерной обработки к большому и сверхбольшому числу параллельно соединённых скалярных процессоров.

Массивно-параллельные системы стали объединять в себе сотни и даже тысячи отдельных процессорных элементов, причём ими могли служить не только специально разработанные, но и общеизвестные и доступные в свободной продаже процессоры. Большинство массивно-параллельных компьютеров создавалось на основе мощных процессоров с архитектурой RISC, наподобие PowerPC или PA-RISC.

В конце 90-х годов высокая стоимость специализированных суперкомпьютерных решений и нарастающая потребность разных слоёв общества в доступных вычислительных ресурсах привели к широкому распространению компьютерных кластеров. Эти системы характеризует использование отдельных узлов на основе дешёвых и широко доступных компьютерных комплектующих для серверов и персональных компьютеров и объединённых при помощи мощных коммуникационных систем и специализированных программно-аппаратных решений. Несмотря на кажущуюся простоту, кластеры довольно быстро заняли достаточно большой сегмент суперкомпьютерного рынка, обеспечивая высочайшую производительность при минимальной стоимости решений.

В настоящее время суперкомпьютерами принято называть компьютеры с огромной вычислительной мощностью («числодробилки» или «числогрызы»). Такие машины используются для работы с приложениями, требующими наиболее интенсивных вычислений (например, предсказания погоды, моделирование ядерных испытаний и т. п.), что в том числе отличает их от серверов и мэйнфреймов (англ. mainframe) — компьютеров с высокой общей производительностью, призванных решать типовые задачи (например, обслуживание больших баз данных или одновременная работа с множеством пользователей).

Иногда суперкомпьютеры используются для работы с одним-единственным приложением, использующим всю память и все процессоры системы; в других случаях они обеспечивают выполнение большого числа разнообразных приложений.

Deep Blue

D
Рис.9 Каспаров против «Дип Блю»
eep Blue — специализированный шахматный суперкомпьютер, разработанный компанией IBM. В 1997 одержал победу над чемпионом мира по шахматам — Гарри Каспаровым. В названии «Дип Блю» сочетается название проекта «Deep Thought» (буквально — «глубокая мысль» ) и кличка, которую ему дали в IВМ: «Биг Блю». В мае 1997 г. состоялся шахматный матч, ставший знаменательным событием, о котором сообщали газеты и информационные агентства всего мира. Гарри Каспаров, в ту пору — чемпион мира и бесспорно величайший игрок в истории шахмат, принял вызов от «Дип Блю», полуторатонного компьютера, который был создан и управляем группой американских ученых. Ранее команда «Дип Блю» пыталась победить Каспарова дважды: в 1989 и 1996 годах. И в обоих случаях компьютер потерпел поражение. В 1997 г. они снова встретились в матче из 6 партий. Специалисты IВМ, обслуживавшие «Дип Блю» были уверены, что на этот раз их машина достаточно мощна, чтобы победить чемпиона мира. Однако, когда перед матчем Гарри Каспарова спросили, может ли это случиться, он ответил: «Я не считаю уместным обсуждать, могу ли я проиграть. Я не проигрываю никогда. Ни разу в жизни я не проигрывал». По ходу матча стало видно, что «Дип Блю» значительно мощнее, чем в предыдущие годы. Он просчитывал 200 миллионов ходов в секунду, мощность составляла 11,38 гигафлопс, и это не беря в расчет специальную структуру «Дип Блю», созданную специально для игры в шахматы. Перед шестой, заключительной партией счет был равным. Но затем впервые за всю свою шахматную карьеру Каспаров был разбит. Спустя лишь час — а партии у шахматистов экстра-класса продолжаются в среднем около четырех часов — его позиция лежала в руинах. На церемонии закрытия Каспаров выглядел взвинченным. Он гневно заявил, что, если бы «Дип Блю» пришлось играть в обычном турнире, то он, Каспаров, разнес бы его в пух и прах.

Blue Gene/L

В
Рис.10 Blue Gene/L
декабре 1999 года IBM объявила о запуске собственного петафлопсного проекта под названием Blue Gene. В проектирование суперкомпьютера производительностью операций в секунду было намечено вложить 100 миллионов долларов, а построить его - в течение пяти лет. Согласно пресс-релизам, петафлопсный «Голубой Ген» создается под конкретную задачу - исследование процесса сворачивания белков, поскольку понимание этого процесса представляет собой одну из фундаментальных проблем и влечет за собой глубокие экономические и научные последствия, в частности, в деле борьбы с болезнями и разработки лекарств узконаправленного действия.

На начало 2006 года была реализована предварительная часть проекта, которая называется Blue Gene/L. В максимальной конфигурации компьютер Blue Gene/L объединяет 131072 процессора, что позволяет получить пиковую производительность 360 Tflop/s. На тесте Linpack производительность компьютера Blue Gene/L, установленного в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LNLL), полученная в максимальной конфигурации, составила 280.6 Tflop/s.

В
Рис.11 Архитектура Blue Gene/L
26-ю редакцию списка Top500 (ноябрь 2005 года) вошли 19 систем Blue Gene/L, в том числе на 1-ом и 2-ом местах.

Blue Gene/L является массивно-параллельным компьютером и имеет масштабируемую сотовую архитектуру - необходимый компьютер собирается из однотипных стоек. Одна стойка Blue Gene, занимающая менее квадратного метра площади, объединяет до 1024 вычислительных узлов и обладает быстродействием в 5.7 Tflop/s.

Характеристики компьютера Blue Gene/L:

Вычислительный узел	PowerPC 440 700MHz, двухпроцессорный (в штатном режиме один процессор вычислительный, второй занимается коммуникациями; при отсутствии пересылок оба процессора могут работать как вычислительные)
Пиковая производительность вычислительного узла	5.6 Gflop/s (2.8 Gflop/s на процессор)
Оперативная память	512 MB SDRAM-DDR на узел (максимально до 2 Гбайт), пропускная способность канала процессор-память 5.5 Гбайт/сек.
Коммуникационная сеть	3-мерный тор (в максимальной конфигурации 64x32x32 узла), пропускная способность 175 Мб/сек. по каждому направлению, латентность 1.5 мкс.
Транспортные и сервисные сети	Gigabit Ethernet для мониторинга и управления, Gigabit Ethernet для ввода-вывода, специальная сеть синхронизации, древовидная сеть для редукционных операций и броадкаста (время выполнения броадкаста или глобального суммирования около 2.5 мкс., пропускная спсобность каждой ветки 2.8 Гб/сек.)
Комплектация стойки	До 1024 двухпроцессорных вычислительных узлов, 16-128 двухпроцессорных узлов ввода-вывода
Операционная система	Вычислительные узлы - специальное легковесное ядро, узлы ввода-вывода - встраеваемый Linux, управляющие узлы - SuSE SLES 9 Linux
Производительность	На стойку: пиковая - 5.73 Tflop/s, на тесте Linpack - 4.71 Tflop/s; в полной конфигурации: пиковая - 360 Tflop/s, на тесте Linpack - 280.6 Tflop/s
Энергопотребление	На стойку - до 27.6 КВт, в полной конфигурации вместе с системами охлаждения - около 2 МВт

Blue Gene/P

B
Рис.12 Blue Gene/P
lue Gene/P представляет собой второе поколение самых мощных суперкомпьютеров в мире. Системы IBM серии Blue Gene неизменно лидировали в рейтинговом списке Top500 самых высокопроизводительных вычислительных систем в мире (www.top500.org) с 2004 года. Четыре из десяти самых высокопроизводительных вычислительных систем в этом списке также являются системами Blue Gene. Благодаря своей уникальной конструкции, допускающей сверхплотную компоновку процессоров, а также передовым технологиям оперативной памяти и интерфейсов внутренних межсоединений, Blue Gene является также самым энергетически эффективным и компактным суперкомпьютером в мире.

Суперкомпьютер Blue Gene/P построен на базе чипов, содержащих по четыре процессорных ядра IBM® PowerPC® 450 с тактовой частотой 850 МГц. Каждый такой чип (процессор) способен обеспечивать выполнение до 13,6 млрд. операций в секунду. Плата с размерами 2 х 2 фута (приблизительно 61 х 61 сантиметра), которая содержит 32 таких процессора, обладает производительностью 435 млрд. операций в секунду, что превышает по мощности типовой 40-узловой серверный кластер, построенный на серийных двухядерных процессорах. В стойки высотой 6 футов (приблизительно 1,83 метра) установлены 32 такие процессорные платы. Каждая аппаратная стойка может обеспечивать выполнение 13,9 триллионов операций в секунду, что в 1300 раз превышает вычислительные возможности самого быстродействующего современного домашнего персонального компьютера.

Суперкомпьютер Blue Gene/P в конфигурации с производительностью 1 петафлопс (1 квадриллион операций в секунду) содержит 294912 процессора и представляет собой кластер из 72 аппаратных стоек. Компоненты системы соединяются между собой высокоскоростной оптической сетью. Blue Gene/P может масштабироваться до конфигурации с 884736 процессорами, размещенными в 216 стойках – такая система способна продемонстрировать производительность в 3 петафлопса. Стандартная конфигурация суперкомпьютера Blue Gene/P будет содержать 4096 процессоров на стойку.

По данным Web-сайта green500.org, система Blue Gene является самым энергоэффективным компьютером в мире. Система Blue Gene специально разрабатывался для того, чтобы обеспечивать максимальную производительность в расчете на киловатт потребляемой электроэнергии. Для выполнения сорока миллиардов операций Blue Gene/P потребяляет такое же количество электорэнергии, как и обычная лампочка мощностью 100 ватт.

Операционная система суперкомпьютера Blue Gene основана на ОС Linux с открытым исходным кодом. В этой среде будут выполняться прикладные приложения, написанные на распространенных языках программирования, таких как Fortran, C и C++, использующих основанные на стандартах коммуникационные протоколы MPI (Message Passing Interface – интерфейса передачи сообщений). Суперкомпьютер Blue Gene/P поддерживает разнообразные приложения, применяемые в настоящее время на системах Blue Gene/L для проведения исследований во многих научных областях, включая физику, химию, биологию, астрофизику, генетику, космологию, сейсмологию и др.

Московский государственный университет (МГУ) имени Ломоносова и корпорация IBM (NYSE: IBM) обнародовали подробности своего соглашения о поставке суперкомпьютера Blue Gene/P для факультета Вычислительной математики и кибернетики МГУ. Эта новейшая вычислительная система - первый суперкомпьютер всемирно известной серии Blue Gene, установленный в России. Он будет применяться для проведения фундаментальных исследований в областях нанотехнологий, моделирования новых материалов, биомедицины, моделирования деятельности мозга и других областях.

Московский Государственный университет приобретет две аппаратные стойки системы Blue Gene/P, содержащих 8,192 плотно упакованных микропроцессоров. Производительность данной конфигурации суперкомпьютера составит, как ожидается, 27,8 терафлопс (Tflop/s – триллионов операций с плавающей точкой в секунду), что в 2600 раз превышает производительность самого быстродействующего современного домашнего персонального компьютера. Согласно текущему рейтинговому списку Top500.org, система, которая будет установлена в МГУ, войдет в число пятидесяти самых мощных суперкомпьютеров мира. Кроме того, Blue Gene требует значительно меньше энергии и площадей, чем другие ведущие суперкомпьютерные системы. Каждая стойка Blue Gene/P не превышают по размеру домашний холодильник и по меньшей мере в семь раз более энергоэффективна, чем любой другой суперкомпьютер. «Модульная» и масштабируемая конструкция Blue Gene предусматривает возможность добавления стоек по мере возрастания потребностей в вычислительных мощностях

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Несмотря на то, что в данной работе я не рассмотрел все известные компьютеры , выпущенные фирмой IBM, я считаю что с поставленной задачей я справился. На протяжении многих лет корпорация выпускает десятки новых моделей компьютеров, девайсов и программ. Рассматривать их все не хватило бы места, поэтому я решил рассказать о наиболее известных из них, в наибольшей степени повлиявших на историю развития информационных технологий. История IBM настолько велика, что на эту тему написано несколько книг, а официальная биография IBM, выложенная на сайте, занимает более сотни листов. Каждый год работники компании становятся авторами революционных изобретений, ее суперкомпьютеры находятся на первых местах списка мощнейших суперкомпьютеров мира. IBM принадлежит один из крупнейших исследовательских центров мира - Research Triangle Park, в котором работает основной научный состав сотрудников. Он расположен в Северной Каролине и вмещает на своей территории более 100 зданий, в которых трудятся около 40 тысяч человек. По объему проводимых здесь исследований RTP можно сравнить с Кремниевой Долиной. Из всего вышесказанного следует то, что эта компания внесла огромнейший вклад в историю развития информационных технологий и продолжает на данный момент инвестировать научные проекты и разрабатывать наиболее современные и технологичные продукты. IBM в очередной раз доказало свое лидерство на рынке технологий и хай-тека

.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   К. Джеpмейн, Программирование на IBM/360. — М., «Мир», 1973.
   
2. 
   http://www.xakep.ru
   
3. 
   http://ru.wikipedia.org
   
4. 
   http://compmuseum.narod.ru/historyCW-10-2001.html
   
5. 
   http://www.kv.by/index1999480201.htm
   
6. 
   http://www.ibm.com
   
7. 
   http://www-03.ibm.com
   
8. 
   http://www.research.ibm.com
   
9. 
   http://hard.compulenta.ru
   
10. 
    http://comp-info.ru
    
11. 
    http://www.green500.org
    

ПРИЛОЖЕНИЕ А: ЗАНИМАТЕЛЬНЫЕ ФАКТЫ О КОМПАНИИ

• 
  Распространенное прозвище компании — Big Blue, что можно перевести с английского как «большой синий» или «голубой гигант». Существует несколько версий относительно этого прозвища. По одной из них название произошло от мэйнфреймов, поставляемых компанией в 1950-х — 1960-х годах. Эти мэйнфреймы были размером с комнату и имели голубую окраску. По другой теории прозвище просто ссылается на логотип компании. Ещё одна версия утверждает, что это название идёт от бывшего дресс-кода компании, который требовал от многих своих работников ношения рубашек и костюмов голубого цвета. Также есть версия, что название появилось после показа по американскому ТВ в начале 1980-х годов ролика, рекламирующего персональные компьютеры, которые по сюжету были проворнее и побеждали гиганта одетого в голубые одежды.
  
• 
  Со дня своего основания IBM занималась производством часов и только в 1958 году продала свое «временное» подразделение.
  
• 
  На протяжении XX века рабочей формой сотрудников IBM были синий пиджак, белая рубашка и темный галстук. Только к 1990 году компания смягчила требования, и теперь форма одежды здесь не отличается от принятой в других крупных фирмах.
  
• 
  В стенах IBM было изобретено огромное количество технологий, широко применяемых сегодня. Среди них: жесткий диск, флоппи-диск, курсор, динамическая память, видеозаписывающая головка, архитектура RISC, USB flash drive и многие другие.
  
• 
  Имя ThinkPad серия ноутбуков получила благодаря научному сотруднику компании, который однажды вышел на обеденный перерыв, захватив с собой блокнот (pad) с надписью «Думай» (think) на обложке. Он работал над проектом по созданию небольшого портативного девайса, на котором можно писать, читать и просто работать, который и получил впоследствии название ThinkPad.
  
• 
  Основной научный состав сотрудников IBM работает в Research Triangle Park - одном из крупнейших исследовательских центров мира. Расположено оно в Северной Каролине и вмещает на своей территории более 100 зданий, в которых трудятся около 40 тысяч человек. По объему проводимых здесь исследований RTP можно сравнить с Кремниевой Долиной.
  
• 
  В 2004 году IBM получила рекордное количество патентов на новые изобретения - 3248. Сейчас количество патентов, которыми владеет компания, достигает 32-х тысяч.