2.7. CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS POR SU CAPACIDAD DE PROCESO


Para tener una referencia más acertada de la clasificación de las computadoras de acuerdo a su capacidad de proceso, se considera principalmente el tamaño en funcioón del espacio que ocupa y la infraestructura que requieren, tambien consideran diferentes tecnologías de fabricaciòn de sus procesadores, velocidades y capacidades de procesamiento, sin perder de vista las aplicaciones que en ellas corren, sin embargo trataremos de hacer una clasificación general:

  • De propósito general: cuando están dedicados a resolver cualquier tipo de aplicación dependiendo de los programas o aplicaciones que se utilice.
  • De propósito especial: cuando únicamente pueden resolver un tipo concreto y particular de problemas como la computadora de un auto, en elevador o un controlador de temperatura.

Clasificación de dependiendo del tamaño físico, desempeño y área de aplicación:

  • Computadoras portatiles: Son equipos de cómputo pequeños, que pueden ser transportados con facilidad y no requieren instalaciones especiales (ej, Laptops, Palms, dispositivos handheld).
  • Computadoras personales : Computadora para un usuario, de escritorio, con procesadores de una pastilla o circuito se usa en oficias, educación y aplicaciones doméstica.
  • Minicomputadoras: En esencia es una computadora con grandes capacidades, basadas en un procesador de 32 o 64 bits y equipadas con muchos gigabytes de memoria. Su aplicación son los sistemas departamentales de tiempo compartido y servidores de red de archivos.
  • Mainframes: Tienen capacidades de procesamiento muy sofisticadas, de igual forma en sus aplicaciones. Su uso se basa en el procesamiento de procesos en lote, en tiempo real y algunos otros de aplicacione específica, dentro de sus aplicaciones estan por ejemplo el procesamiento de transacciones, reservaciones aéreas, en donde se requiere el uso de grandes bases de datos y tiempos de respuesta muy rápidos.
  • Supercomputadoras: diseñadas para maximizar el número de flops, no se considera supercomputadoras aquellas cuyo desempeño sea menor a un gigaflop/seg. Estas computadoras tienen arquitecturas en paralelo y son eficientes sólo para un rango reducido de problemas pero de consideraciones muy importantes.

SUPERCOMPUTADORAS.

Supercomputadora Earth Simulator de la Agencia del Japón para la Ciencia y la tecnología  Marina y Terrestre, integrada por 640 computadoras conectadas en red, con capacidad de procesamiento de 40 mil millones de cálculos por segundo.

Es el tipo de computadoras más potentes y más rápidas que existen, están diseñadas para procesar grandes cantidades de información en poco tiempo y son dedicadas a una tarea específica puede ser capaz de procesar a asombrosas velocidades.

Estos sistemas de cómputo se caracterizan por su gran tamaño y enorme velocidad de procesamiento, utilizados en aplicaciones científicas y complejas, su velocidad del cálculo es de primordial importancia, son las extremadamente caras, cuentan con un control de temperatura especial para disipar el calor que algunos componentes alcanzan a tener.

Algunas aplicaciones de importancia son la búsqueda y estudio de la energía y armas nucleares. búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos sísmicos, estudio y predicción de tornados, estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo, elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones, simuladores de vuelo etc.; por sus características y complejidad existe pocas en el mundo.

Las nuevas supercomputadoras serán capaces de procesar 460 billones de cálculos por segundo, más de una vez y media el poder de procesamiento combinado de las 500 computadoras más grandes que existen actualmente en el mundo. Uno de los ordenadores, ASCI Purple, es ocho veces más rápido que el utilizado en estos momentos por los laboratorios norteamericanos de Livermore para la simulación de ensayos nucleares, ASCI Blue. La máquina contará con 12.000 chips del tipo Power 5, que suponen 4.000 más que los usados en la anterior generación Power 4.

Una supercomputadora es un tipo de computadora muy potente y rápida, diseñada para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y dedicada a una tarea específica. Por lo mismo son las más caras, su precio alcanza los 30 millones de dólares o más; y cuentan con un control de temperatura especial, esto para disipar el calor que algunos componentes alcanzan a tener.

Las supercomputadoras normalmente son aquellas que son cientos de veces más rápidas que cualquier computadora de escritorio. Las supercomputadoras normalmente están en cuartos muy fríos y se deben enfriar con líquidos especiales para que la resistencia eléctrica sea mínima y garantice la máxima velocidad. El software que se corre en las supercomputadoras normalmente es un software especializado, como la predicción del clima, la dinámica molecular. De modo que la principal característica de las supercomputadoras es su velocidad de proceso, y no el número de procesos que puedan ejecutar al mismo tiempo.

La IBM Roadrunner.

Roadrunner es una supercomputadora del Laboratorio Nacional Los Álamos en Nuevo México. Ha sido diseñado conjuntamente por IBM y el personal del laboratorio y es actualmente la supercomputadora más rápida. Diseñado para alcanzar picos de 1,7 petaflops, alcanzó 1,026 petaflops en junio de 2008. Es el primer sistema Linpack TOP500 en alcanzar un rendimiento sostenido de un 1 petaflops. Está equipado con más 12.000 procesadores tipo PowerXCell 8i mejorados, diseñados originalmente para la videoconsola Sony Playstation 3, colocados en paralelo y 6.912 procesadores Opteron de AMD, unidos mediante 92 km de fibra óptica en un sistema triblade con InfiniBand. En total ocupa aproximadamente 1.100 m2. El Roadrunner funciona bajo el sistema operativo Red Hat Enterprise Linux y el software de computación distribuida xCAT. Con un consumo estimado de tres megavatios, su coste fue de 133 millones de dólares. Fue instalado en un principio en el centro de IBM en Poughkeepsie, para después ser trasladado al Laboratorio Nacional Los Álamos en Nuevo México, donde se dedicará a actuar como patrón de seguridad del arsenal de armas nucleares de Estados Unidos, además de al estudio de problemas relacionados con el clima, la astronomía o la genómica.

México cuenta con:

LA KAN BALAM.

Es un clúster de computadoras Hewlett-Packard, con capacidad de 7.113 teraflops, siendo la número uno en América Latina hasta que la superó Aitzaloa. Esta computadora está ubicada en la ciudad de México, en el campus principal de la UNAM, funcionando desde el 16 de enero de 2007. Su coste supera los 3 millones de dólares. Entre los objetivos de este equipo se encuentra un proyecto de enfrentar la fuga de cerebros que sufre el país, intentando repatriar a aquellos investigadores que se encuentren trabajando en el extranjero, por falta de infraestructura. Las principales ramas beneficiadas con esta computadora son astrofísica, física de partículas, química cuántica, geología e ingeniería sísmica. También será usada para estudios de clima y contaminación y estará a disposición de instituciones públicas y privadas. KanBalam cuenta con 1368 procesadores AMD Opteron de 2.6GHz y 3016 GB de memoria RAM, distribuidos en 337 nodos de cálculo, cada uno con 8 GB RAM y dos procesadores duales y en 5 nodos especializados, con 64GB RAM. Utiliza GNU/Linux como sistema operativo.

Dispone de un sistema de almacenamiento de 768 discos duros de 200 GB cada uno que proporcionan 160 TB de almacenamiento. Los nodos de procesamiento se comunican con el sistema de almacenamiento en una red de alta velocidad. Conecta 576 puertos con 2 switches infiniband, alcanzando 10 GBps. La computadora cuenta con cuatro nodos de servicio.

La Aitzaloa:

Aitzaloa es el nombre oficial del cluster, un arreglo de servidores de la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa, que cuenta con 540 procesadores Quad Core, lo que significa que cuenta con 2,160 núcleos de procesamiento que muestran una capacidad de 18.48 Teraflops, además de 32GB en su memoria RAM y 9TB de almacenamiento local.

El objetivo de esta supercomputadora es el desarrollo de aplicaciones científicas desarrolladas en disciplinas como la física, química, matemáticas y algunas ingenierías, principalmente para simulaciones de procesos que de otra forma sería muy costoso llevarlos a cabo en el laboratorio.

Aitzaloa viene de dos palabras del vocablo maya: "aitia", que significa lugar donde se llevan a cabo varias tareas; y "zalohua", lugar donde se aprende.

MACROCOMPUTADORAS o MAINFRAMES

Las macrocomputadoras también conocidas como mainframes son de gran tamaño, y su poder de procesamiento es extremadamente rápido, son utilizadas en grandes aplicaciones comerciales, científicas, militares, o en aplicaciones donde se requiere manejar masivas cantidades de datos y manejo de complicados procesos, además su costo es muy elevado, requiere de instalaciones especiales como aire acondicionado, piso falso, personal altamente capacitado, son capaces de controlar cientos de usuarios simultáneamente, así como cientos de dispositivos de entrada y salida. En el pasado, los Mainframes ocupaban cuartos completos o hasta pisos enteros de algún edificio, hoy en día, un Mainframe es parecido a una hilera de archiveros en algún cuarto con piso falso, esto para ocultar los cables de los dispositivos periféricos, y su temperatura tiene que estar controlada, soporta grandes bases de datos por lo que dentro de su estructura cuenta con dispositivos para el almacenamiento de grandes volúmenes de información.

El significado del término mainframe dentro de la computación, ha cambiado varias veces. Al principio, mainframe era un término con el que se designaba a las computadoras que se alojaban en cuartos enormes, luego se utilizó para distinguir las máquinas que compartían los recursos con muchas computadoras de menos poder de cómputo. Ahora, el término se refiere usualmente a las computadoras compatibles con el sistema IBM 360. Otras computadoras con las mismas capacidades se suelen llamar servidores. En general, nosotros entenderemos como mainframe, una computadora que es capaz de compartir los recursos con muchas otras computadoras de menor capacidad. Los mainframes se utilizan en universidades, bancos, etc. Una computadora mainframe acepta entradas de otras terminales, u otros mainframes. Una terminal es una computadora con muy poco poder de cómputo que requiere de los servicios que presta un mainframe.

MINICOMPUTADORAS.

Es una versión más pequeña conocida como de medio rango, orientada a tareas específicas, no necesitaba de todos los periféricos que necesita un Mainframe, y lo que ayudo a reducir los costos, en tamaño y poder de procesamiento, se acerca a los mainframes y las estaciones de trabajo, es una computadora que maneja el concepto de multiproceso, capaz de soportar de 10 hasta 200 usuarios simultáneamente, en la actualidad se usan para almacenar grandes bases de datos, automatización industrial y aplicaciones multiusuario. Las estaciones de trabajo o Workstations (En redes, la palabra "workstation" o "estación de trabajo" se utiliza para referirse a cualquier computadora que está conectada a una red de área local), se encuentran entre las mini computadoras y las macrocomputadoras se utilizan para aplicaciones que requieren poder de procesamiento moderado y relativas capacidades de gráficos de alta calidad. Sus principales aplicaciones abarcan áreas de ingeniería, universidades, laboratorios de investigación entre otros.

MICROCOMPUTADORAS.

En 1960 surgió la minicomputadora, una versión más pequeña de la macrocomputadora. Al ser orientada a tareas específicas, no necesitaba de todos los periféricos que necesita un mainframe, y esto ayudo a reducir el precio y costos de mantenimiento. En general, una minicomputadora, es un sistema multiproceso capaz de soportar de 10 hasta 200 usuarios simultáneamente. Actualmente se usan para almacenar grandes bases de datos, automatización industrial y aplicaciones multiusuario.

Se basan en microprocesadores con base a circuitos de alta densidad son extremadamente pequeñas y baratas, se componen de un microprocesador, elementos de almacenamiento y de entrada / salida asociados,  se convierte en una microcomputadora al agregársele una unidad de memoria mas unos circuitos de entrada / salida (y/o) llamados puertos, la unidad de memoria contiene dos tipos de memoria fabricadas con material semiconductor RAM y ROM.

La filosofía y el diseño de estos equipos se orientan mas hacia el usuario final, por su capacidad de computo tienen un inmenso potencial para varias aplicaciones, el costo es relativamente bajo, es muy confiable en la empresa pues tiene un regular capacidad para ejecutar trabajos o procesos, adicionalmente . se utilizan para aplicaciones caseras y de oficina normalmente para una sola persona por eso se les llama personales.

Las Micro Computadoras y Computadoras Portatiles.

 

 

Tuvieron su origen con la creación de los microprocesadores. Un microprocesador es una computadora en un chip. Las PC´s son computadoras para uso personal y relativamente son baratas y actualmente se encuentran en las oficinas, escuelas y hogares.  

El término PC se deriva de que para el año de 1981, IBM sacó a la venta su modelo IBM PC, la cual se convirtió en un tipo de computadora ideal para uso personal, de ahí que el término PC se estandarizó y los clones que sacaron posteriormente otras empresas fueron llamados PC y compatibles, usando procesadores del mismo tipo que las IBM, pero a un costo menor y pudiendo ejecutar el mismo tipo de programas.

Existen otros tipos de microcomputadoras, como la Macintosh, que no son compatibles con la IBM, pero que en muchos de los casos se les llaman también PC´s, por ser de uso personal. En la actualidad existen variados diseños de PC´s: computadoras personales, con el gabinete tipo minitorre, con el gabinete horizontal, computadoras personales portátiles Laptop o Notebook.

Algunas unidades de medida para referenciar la capacidad de procesamiento de las computadoras son utilizados por diferentes fabricantes de computadoras y no siempre utilizan la misma unidad pare medir el rendimiento, por ejemplo, la unidad, Millones de instrucciones por segundo(MIPS) es un estándar, ITR significa Internal Trughput Ratio, SPEC int92 marks utilizado para medir rendimiento en equipos Sun, el rendimiento de las supercomputadoras es calculado por herramientas facilitadas por los fabricantes.

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