图2.13　军用小型计算机

小型计算机(图2.13)是相对于大型计算机而言的,小型计算机的软件、硬件系统规模比较小,但价格低、可靠性高,便于维护和使用。小型计算机是硬件系统比较小,但功能却不少的微型计算机,方便携带和使用。近年来,小型机的发展也引人注目,特别是缩减指令系统计算机(Reduced Instruction Set Computer,RISC)体系结构,顾名思义是指令系统简化、缩小了的计算机,而过去的计算机则统属于复杂指令系统计算机(Complex Instruction Set Computer,CISC)。

小型机运行原理类似于PC(个人电脑)和服务器,但性能及用途又与它们截然不同,它是20世纪70年代由DCE公司(数字设备公司)首先开发的一种高性能计算产品。

小型机具有区别PC及其服务器的特有体系结构,还有各制造厂自己的专利技术,比如美国Sun、日本Fujitsu(富士通)等公司的小型机是基于SPARC处理器架构;美国HP公司的则是基于PA-RISC架构;Compaq公司是Alpha架构;另外,I/O总线也不相同,Fujitsu是PCI,Sun是SBUS,等等。这就意味着各公司小型机机器上的插卡(如网卡、显示卡、SCSI卡等)可能也是专用的。此外,小型机使用的操作系统一般是基于UNIX的,例如,Sun、Fujitsu是用Sun Solaris,HP是用HP-UNIX,IBM是AIX。所以小型机是封闭专用的计算机系统,使用小型机的用户一般是看中UNIX操作系统的安全性、可靠性和专用服务器的高速运算能力。

现在生产小型机的厂商主要有IBM、HP、浪潮及曙光等。IBM典型机器有RS/6000、AS/400等。它们的主要特色在于年宕机时间只有几小时,所以又统称为z系列(zero,零)。AS/400主要应用在银行和制造业,还有用于Domino服务器,主要技术在于TIMI(技术独立机器界面)、单级存储,有了TIMI技术可以做到硬件与软件相互独立。RS/6000比较常见,一般用于科学计算和事务处理等。

为了扩大小型计算机的应用领域,出现了采用各种技术研制出超级小型计算机。这些高性能小型计算机的处理能力达到或超过了低档大型计算机的能力。因此,小型计算机和大型计算机的界线也有了一定的交错。(www.daowen.com)

小型计算机提高性能的技术措施主要有以下四个方面:

①字长增加到32位,以便提高运算精度和速度,增强指令功能,扩大寻址范围,提高计算机的处理能力。

②采用大型计算机中的一些技术,如采用流水线结构、通用寄存器、超高速缓冲存储器、快速总线和通道等来提高系统的运算速度和吞吐率。

③采用各种大规模集成电路,用快速存储器、门阵列、程序逻辑阵列、大容量存储芯片和各种接口芯片等构成计算机系统,以缩小体积和降低功耗,提高性能和可靠性。

④研制功能更强的系统软件、工具软件、通信软件、数据库和应用程序包,以及能支持软件核心部分的硬件系统结构、指令系统和固件,软件、硬件结合起来构成用途广泛的高性能系统。