Архитектура

Вторая особенность промышленных компьютеров состоит в том, что для решения различных задач используются различные конструктивные и архитектуры компьютеров. Конечно, общий предок - IBM PC дает о себе знать, и по большей части обеспечивается совместимость программного обеспечения, но вот, что касается железа...

Рассмотрим основные семейства промышленных компьютеров и их сферы применения.

Одним из пионеров в области создания промышленных компьютеров является американская фирма Octagon. В России ее продукция получила популярность в основном благодаря рабочему температурному диапазону (от -40 до +70С), который соответствует отечественным ГОСТам, предъявляемым к продукции военного назначения. А поскольку все высокие технологии в СССР в той или иной мере были привязаны к оборонке, компьютеры Octagon быстро завоевали популярность.

Кроме того, компьютеры Octagon поставляются с операционной системой DOS, уже зашитой в постоянной памяти компьютера. Это, впрочем, не мешает подключить винчестер и загрузить популярный Windows или более традиционную для промышленных приложений операционную систему QNX.

Но основная особенность Octagon-компьютеров состоит в их архитектуре. На смену привычной материнской плате со всем-всем-всем пришла "пассивная плата" на которой размещены только слоты расширения, соединенные параллельно друг с другом и разъем для подключения блока питания. Все процессорные и интерфейсные платы выполнены в виде интерфейсных карт ISA и могут устанавливаться в произвольном порядке и составе.

Это привело, с одной стороны, к снижению избыточности аппаратных средств в составе компьютера (если нет принтера, то и параллельный порт ни к чему), а с другой - к появлению самых разнообразных устройств ввода/вывода данных, средств управления необычной (для мира обычных PC) устройств, таких как, например, шаговые двигатели.

За последние годы раработано немало интерфейсных плат и типов процессоров, создано инструментальное и прикладное программное обеспечение, выращено, в конце концов, целое поколение специалистов, использующих эти машины для решения задач промышленности. Но с опытом приходит и осознание некоторых ограничений, неудобных решений и просто ошибок в архитектуре Octagon, которые в ряде случаев не позволяют использовать эти машины для решения некоторых задач. Второе существенное препятствие - весьма высокая цена этих изделий, которая иногда на порядок превышает стоимость офисного собрата с теми же характеристиками.

Ну что же, есть недовольство продукцией, стало быть есть спрос... А раз так, то неизбежно появится и предложение. В результате у Octagon довольно быстро появились последователи, которые обеспечили недекларируемую, а реальную совместимость оборудования со стандартом ISA, а также заметно снизили общую ценовую планку оборудования подобного класса, а кроме того, заметно расширили сферы ее применения.

Догоняя Octagon на рынок промышленных компьютеров вышел ряд фирм США, чья продукция доступна на отечественном рынке.

В мире промышленных компьютеров произошло то же разделение двух ветвей эволюции, которое мы наблюдали когда-то на примере PS/2 фирмы IBM. Octagon с собственной шиной и нестандартными размерами модулей оказывается в положении компьютеров с шиной MCA (вы еще помните о такой?). Продукция остальных фирм оказывается взаимозаменяемой, что значительно расширяет возможности разработчика и упрощает создание новых устройств. Кроме того, использование стандартной шины ISA позволяет отлаживать программное обеспечение для специальной периферии, а также при необходимости устанавливать в промышленный компьютер стандартные интерфейсные платы.

Вот простой пример. Предположим, что для решения неких вычислительных задач нам катастрофически не хватает производительности, ну скажем, Pentium 166. А вот четырех машин с этим процессором,объединенных в сеть на базе технологии PVM (Parallel Virtual Machines) оказалось бы вполне достаточно. Но поставить заказчику горку из четырех компьютеров не очень хочется: во-первых, не эстетично, а во-вторых, значительная избыточность аппаратуры - ну как поставить компьютер "одним кусочком" (без монитора и клавиатуры)? В то же время для работы монитор нужен только один, впрочем как и видеоадаптер. Можно, кстати, и одним блоком питания обойтись... Но вот беда, обычный персональный компьютер при попытке его включения без видеоадаптера или клавиатуры только пропищит что-то на своем двоичном языке и остановится!

Но промышленные компьютеры не находят в подобной ситуации ничего криминального или необычного. И кроме того, существуют специальные корпуса, предназначенные для установки сразу нескольких (в том числе и четырех) процессорных модулей, каждый из которых может работать независимо. Ну что же, дополняем каждый процессор (а оперативная память установлена прямо на процессорной плате) обычной сетевой картой Ethernet 10Base-2, подключаем винчестер (можно один на всех, но тогда в сетевые карточки нужно поставить Boot ROM), загружаем UNIX... и система работает!

При этом габариты всего четырехпроцесорного системного блока чуть больше обычного настольного компьютера в корпусе desktop, и то лишь по той причине, что в офисных моделях в последнее время не предусматривается установка интерфейсных карт полной длины, а в мире промышленных компьютеров традиции все еще живучи.