当前计算机领域存在两大动向。一是小机器化动向,也叫分散处理动向,指的是原先由通用大中型计算机完成的工作,被性能迅速提高的工作站、个人机等小计算机所取代,它们经常通过网络连接起来进行分散处理。另一是开放化动向,指的是用户在一个计算机系统内所用的产品,不像过去那样必须囿于同一厂家的,而是可以根据需要自由选用任一厂家的,这就使过去的厂家主导变为用户主导。本文在这两个动向的背景下,介绍计算机的近况及近期发展。
巨型计算机
巨型计算机运算速度最快,处理能力最强,它代表计算机技术的水平,其作用不是一般小机器所能代替钓。因此近年来仍发展较快,但因价格昂贵,使用复杂,故只限于计算量极大的用途使用。
1991年11月美国Cray Research出售Y-MP · C90运算能力达到24GFLOPS(每秒可进行240亿次浮点运算),1992年1月日本电气出售SX3 · R系列巨型机,将速度提高到25.6GFLOPS,紧接着日立制作所于3月出售HITAC · S3000系列巨型机,又把速度提高到32GFLOPS,这是目前在市场上可以买到的最高速度的巨型机。但世界最大的巨型机公司Cray Research不甘人后,正在大力开发Y-MP · C90的后继机,它以“Triton”为名,计划在1995年推出,其速度将达到64GFLOP。
超并行计算机
它的特点和用途与巨型机类似。只不过是通过许多台处理器同时进行并行处理,以达到提高运算速度的目的。由于它实现起来比巨型机容易,所以价格较巨型机便宜,在许多地方已用来取代巨型机,今后将被大力发展。
它在气象分析、天气预报、超高速飞机设计、超高集成电路设计、新材料开发等方面,都是不可缺少的手段。
目前,日本富士通推出的VPP500系列机,使用220个处理器,每个处理器运算速度为1.6GFLOPS,故整机的运算速度达355GFLOPS(每秒3550亿次浮点运算),为当前最高速巨型机的10倍。而美国Thinking Machines公司开发的最新超并行机“CM5”,则运算速度已达到1TFLOPS(每秒1万亿次浮点运算),是当前计算机能达到的最高速度,是我国最近开发出来的银河-Ⅱ机的1000倍。
大型通用机
大型通用机功能强,运算速度快,存储容量大,一直是计算机的主力。近年来由于小机器化,其地位不断削弱。但对于像银行、大公司这样需要大型系统的单位,大型通用机仍是不可缺少的。
以前的信息系统是金字塔型结构,大型机居于顶点,其他中、小型计算机均在它管理下进行工作,居于至高无上的地位。而今后将以分散处理为主,大型机和其他计算机一样同是网络中的一员,只不过因为它的能力强,所以被用作服务器,用以支援其他机器,做它们难以胜任的工作,起到能者多劳的作用。过去的系统,各种处理都要集中到大型机来进行,因此要得到一个数据或要完成一个处理,比较费时间。而现在这些工作基本上都可由用户身边的个人机或工作站来完成,因此快多了。这样,通用计算机就可以专门负责数据的保存和网络的管理。
近年来由于销路不佳,大型通用机没有重大进展。最近一次大量推出新型号是在1990年下半年,那时日立首先推出M-880/420,接着日本电气推出当时世界最高速度大型机ACOS-3800。但9月4日富士通便推出M-1800,将其甩在后头,第二天即9月5日IBM又推出集现代大型机之大成的“System 390”。至今它仍是大型机中性能最好的。
最近,大型通用机厂家集中精力于如何把大型机同工作站、个人机连接成一个系统,以适应小机器化、开放化的动向。例如,富士通首先于1990年提出MISSION/DC概念,为了支援以最终用户为本位的系统,强调要强化数据库、应用、通信、管理这四个基本功能,还要提高操作性。1991年5月又提出能够把个人机、工作站同大型机紧密结合在一起,使大企业内部信息可为各部门共享的MESSAGE 90s的具体方案。
后来,IBM提出了“信息仓库”的概念,用以建立可自由地从个人机及工作站获得数据和进行处理的系统体系。1992年2月日立制作所发表FOREFRONT概念,确保大型机能和工作站、个人机相互共处的工作环境,在个人机和工作站上存放各部门的数据,在大型机上存放涉及全公司的数据,以实现既分散开放连接又综合管理运用的环境。1992年4月,日本电气发表Solution 21概念,使最终用户能简单地建立最适于自己应用的系统,而这些系统又可结合在一起工作。最后,Unisys又提出Unisys结构,它可以适应不同情况建立适用的系统。
工作站
工作站是计算机家族中的骄子,5~6年来一直以年均18%左右的速度增长,在最近计算机全面不景气声中,只有工作站一枝独秀持续发展。正是因为工作站性能迅速提高,在许多场合可以取代大型机,才有小机器化动向。正是因为工作站使用UNIX操作系统,才促进了开放化。
最初,工作站系用于以CAD/CAM为代表的工程领域,因此几乎都采用受到工程界很高评价的UNIX作为操作系统。由于UNIX的规格是公开的,许多厂家都能把它用在自己的硬件上,这便提供了实现开放化的基础。开放化正符合用户的要求,加上近年来工作站价格急剧下降,使工作站走出工程领域,在办公领域也获得广泛应用。而且进一步还将同高档个人机融合,打入个人领域、家庭领域。
工作站原先是为工程上使用而开发的,所以其特点是CPU的运算速度极快,几乎都是使用Rise(精简指令系统计算机)芯片。现在已能在50或60兆赫的工作频率下达到100 MIPS的运算性能(每秒执行1亿条指令,这已相当于3~4年前的大型机水平)。最近,高档的工作站搭载有高速暂存存储器,使运算性能提高到200 MIPS,甚至400 MIPS(这已相当于当前大型机的水平)。因此,在网络技术明显进步下,人们越来越愿意利用网络连接工作站建成柔性的系统以取代大型机。
工作站本身也在往小型化方向发展。不仅有了可折叠的膝上型工作站(已达到20~30 MIPS性能),甚至出现了笔记本式工作站。它便于携带,适于外出开展业务使用。工作站运算性能几乎赶上大型机,而且体积小不占地方,价格只有大型机的几十分之一到百分之一。无怪乎能够打败大型机,获得最快的发展。
个人机
个人机在扩大计算机用途、使计算机大众化方面,起到别人无法取代的地位。美国年个人机市场规模已达到2000万台、日本也已达到200万台。可以说,个人机的市场已达到饱和。因此,为了寻求出路,一方面大降价,一方面正寻求开拓新的市场。
去年秋天美国爆发了第一次个人机降价战,使价格平均下降30%1992年6月又爆发了第二次降价战,来势比去年更猛,一下子便降价30%。10月美国又以比日本同档机价格便宜一半的机种打入日本,使个人机降价战也波及日本。现在已经出现一批性能相当不错而价格低于1000美元的个人机。这意味着个人机将从高技术产品变为大众化的同家电一样的产品。
因此,个人机正朝着两个方向分化。一是往高档发展同工作站融合,另一也是更主要的是同家电结合进入广大的家庭。因此,现在正在兴起一个新行业——信息家电业,估计3~4年后个人机将跌到每台300~400美元。那时个人机将真正进入千家万户。
在各种类型的个人机中,当前以笔记本式的发展最快。以日本为例,1991年全部个人机产量比上年减8%只有190.3万台,但笔记本式个人机却增加9%达到64.2万台。而且彩色液晶显示和笔输入方式也开始广泛使用。今年3月美Intel出售Pentium芯片,使个人机的性能可以赶上工作站,而Microsoft也出售新一代操作系统Windows NT,这些都将使个人机出现突破性进展。
网络技术
网络技术是实现分散处理的前提,而开放化又使不同厂家的产品便于联网,所以网络技术在计算机领域处于极为重要的地位。
通过网络可以使网内各计算机共享各种资源,包括硬件、软件和数据方面的资源;分散负载使各计算机克服忙闲不均现象,减短用户等待时间;同时各计算权L可以互为后备,提高了整个系统的可靠性。
但是利用网络进行分散处理也产生新的问题,这就是具有大规模处理能力的系统的维护和管理。为了能够迅速交换信息并管理庞大的信息资源,开发了用网络上特定的系统管理整个网络系统,和使各个分散的计算机实现个人环境的技术。这也就是现在最常见的客户机/服务器方式。
不仅计算机之间连接成网络,各个网络还要连接起来,形成相互联网(internet)环境。在这样环境下。一个网络内正确地运行客户机/服务器,同时还可同联在一起的其他网络交换信息。现在全世界已有55个国家约28万台计算机通过这样相互联网,形成国际性网络。,以这样国际性网络为基础,可以进行电子邮政服务,使110个国家之间能够交换信息。