Výkonnost Výpočetních Systémů
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
Bankovní institut vysoká škola Praha Katedra informačních technologií Výkonnost výpočetních systémů Bakalářská práce Autor: Martin Čečil Informační technologie, správce informačních systémů Vedoucí práce: Ing. Vladimír Beneš Praha Duben, 2010 Prohlášení Prohlašuji, ţe jsem bakalářskou práci zpracoval samostatně a s pouţitím uvedené literatury a internetových zdrojů. V Benešově dne 9. 4. 2010 Martin Čečil Poděkování Tímto bych chtěl poděkovat vedoucímu mé bakalářské práce panu inţenýru Vladimíru Benešovi za odborné vedení, cenné rady a věcné připomínky, které mi při zpracování bakalářské práce poskytl. Anotace Jak jiţ název napovídá, předkládaná bakalářská práce pojednává o výkonu výpočetních systémů. Po přečtení této práce lze získat představu o výkonu hardwarových součástí počítače. První část se soustředí na historii výpočetních systému, vznik prvních počítačů, jejich vývoj a výkon. Následuje součastný stav hardware, především popis jednotlivých komponent stolních počítačů. Hlavní důraz je kladen na výkon, moţnosti jeho měření a porovnávání různých částí počítače. Poslední kapitola je věnována předpokládanému budoucímu vývoji výpočetních systémů. Klíčová slova měření, mikroprocesor, paměť, počítač, výkon, základní deska Annotation How it’s written in the title, the bachelors essay is about computing systems performance. After reading this essay people should get conception of computer hardware parts performance. First chapter is focused on computing systems history, first computers origin, it’s development and performance. Next chapter is about present condition of hardware, first of all it’s desktop computers components description. The main accent is presented on performance, it’s gauging possibilities and comparism of different desktop computer components. The last chapter deals with expected future development of computing systems. Keywords measurement, microprocessor, memory, computer, performance, motherboard Obsah Prohlášení ............................................................................................................................. 2 Poděkování ........................................................................................................................... 3 Anotace ................................................................................................................................. 4 Klíčová slova ........................................................................................................................ 4 Obsah .................................................................................................................................... 5 Úvod ...................................................................................................................................... 7 1 Pohled do historie výpočetních systémů ......................................................................... 9 1.1 Počítací stroje .............................................................................................................. 9 1.2 Mechanické počítače ................................................................................................. 10 1.3 Analytické počítací stroje .......................................................................................... 11 1.4 Přehled vývoje skutečných počítačů .......................................................................... 11 1.4.1 Počítače nulté generace ...................................................................................... 12 1.4.2 Počítače první generace ...................................................................................... 13 1.4.3 Počítače druhé generace .................................................................................... 15 1.4.3.1 Programovací jazyky druhé generace počítačů ....................................................... 17 1.4.4 Počítače třetí generace ........................................................................................ 18 1.4.4.1 Konkrétní výrobci a modely počítačů třetí generace ............................................... 21 1.4.4.2 Programovací jazyky třetí generace počítačů .......................................................... 22 1.4.4 Další generace počítačů ...................................................................................... 23 1.4.5.1 Mikroprocesory ....................................................................................................... 23 1.4.5.2 Osobní počítače ...................................................................................................... 25 1.5 Historické měření výkonu ......................................................................................... 26 2 Současný stav hardware a jeho výkon .......................................................................... 28 2.1 Základní komponenty současných počítačů .............................................................. 28 2.1.1 Základní deska .................................................................................................... 28 2.1.2 Mikroprocesor .................................................................................................... 30 2.1.3 Operační paměť .................................................................................................. 32 2.1.4 Vnější paměť ...................................................................................................... 34 2.1.5 Napájecí zdroj ..................................................................................................... 37 2.1.6 Grafická karta ..................................................................................................... 39 2.1.7 Zvuková karta ..................................................................................................... 40 2.1.8 Optická mechanika ............................................................................................. 41 2.1.9 Počítačová skříň .................................................................................................. 41 2.2 Superpočítače dnešní doby ........................................................................................ 41 3 Měření výkonu počítačů v současnosti ......................................................................... 42 3.1 Měření výkonu superpočítačů .................................................................................... 42 3.2 Měření výkonu stolních počítačů ............................................................................... 42 4 Předpokládané trendy vývoje počítačů ....................................................................... 46 Závěr ................................................................................................................................... 48 Seznam použité literatury ................................................................................................. 50 Seznam obrázků ................................................................................................................. 52 Seznam tabulek .................................................................................................................. 52 Úvod Aniţ si to uvědomujeme, je doba, ve které ţijeme plná porovnávání a testů „výkonu“. Uţ při běţném nákupu v obchodě s potravinami srovnáme velikost a kvalitu jednotlivého zboţí. Ať vezmeme do rukou ovoce nebo pečivo, vţdy se snaţíme vybrat to největší, nejpohlednější, nejchutnější a s co nejvyšším datem spotřeby. Logicky ani výpočetní systémy se těmto srovnáním nemohou vyhnout. Bohuţel jejich porovnání není tak jednoduché, jak by se na první pohled mohlo zdát. Musíme si uvědomit, ţe všechny počítačové sestavy mají různé výhody a nedostatky. Například sestava jedna bude mít kvalitní zvukovou kartu a základní desku. Sestava dvě bude obsahovat výkonnou grafickou kartu a mikroprocesor. Zhodnotit s jistotou, která sestava bude výkonnější, je nemoţné. Kaţdá bude vynikat v jiné oblasti. Záleţí především na nás, co od počítačové sestavy očekáváme. Jiţ 5 let pracuji ve firmě zabývající se prodejem a skládáním počítačových sestav pro běţné, kaţdodenní uţivatele. Z této krátké ţivotní zkušenosti, jsem dospěl k názoru, ţe znalost výkonu výpočetní techniky těchto zákazníků se v současné době ani nepřibliţuje znalosti, která je potřebná pro správný výběr počítače. V praxi vše probíhá tak, ţe zákazník je zcela odkázán na prodejce a bezmezně věří jeho radám a doporučením. Tento stav vyhovuje nepoctivým prodejcům, kteří se snaţí prodat horší kvalitu za vyšší cenu a zvednout tím své zisky. Z tohoto důvodu je cílem této práce přiblíţit a porovnat výkon počítačů z hlediska hardware a to jak v dobách minulých, tak především v současnosti. Po této větě jistě mnohé z vás napadne otázka – proč se věnovat výkonnosti výpočetních systémů v minulosti, kdyţ přítomnost je mnohem zajímavější? Odpověď je velmi jednoduchá. Bez vynálezů v minulosti by neexistoval ţádný z dnešních moderních počítačů. V první části práce se zaměřuji na historii výpočetních systémů, jejich vývoj a výkon. Patří sem například první počítací, mechanické a analytické stroje. Dále „skutečné počítače“ od nulté generace počítačů aţ do začátku devadesátých let. V kaţdém období uvádím nejdůleţitější zástupce generace a jejich technické parametry. Zjistit přesný výkon, například v pouţívaných jednotkách té doby, je u těchto starých strojů velmi sloţité, proto často uvádím pouze rozměry nebo jiné známé údaje. 7 Následuje současný stav hardware, kde se snaţím srozumitelně vyjádřit, z jakých komponent se počítačová sestava