Какую из клеточных структур можно считать аналогом жесткого диска компьютера
Обновлено: 06.07.2024
Работы Инженерной школы МакКелви могут помочь в этом
Будущее вычислений может быть аналоговым.
Цифровой дизайн наших повседневных компьютеров удобен для чтения электронной почты и игр, но современные компьютеры для решения задач работают с огромными объемами данных. Возможность как хранить, так и обрабатывать эту информацию может привести к снижению производительности из-за особенностей конструкции компьютеров.
Следующей компьютерной революцией может стать новый вид аппаратного обеспечения, называемого "обработка в памяти" (PIM), новая вычислительная парадигма, объединяющая память и процессор и выполняющая вычисления с использованием физических свойств машины – нет. 1 или 0 необходимы для цифровой обработки.
В Вашингтонском университете в Сент-Луисе исследователи из лаборатории Сюань «Сильвия» Чжан, доцента факультета электротехники и системотехники Престона М. Грина Инженерной школы Маккелви, разработали новую схему PIM, что обеспечивает гибкость нейронных сетей для вычислений PIM. Схема потенциально может повысить производительность вычислений PIM на порядки по сравнению с текущими теоретическими возможностями.
Их исследование было опубликовано 27 октября в журнале IEEE Transactions on Computers. Работа выполнена в сотрудничестве с Ли Цзяном из Шанхайского университета Цзяо Тонг в Китае.
Компьютеры традиционной конструкции построены с использованием архитектуры фон Неймана. Часть этой конструкции разделяет память, где хранятся данные, и процессор, где выполняются фактические вычисления.
"Сегодняшние вычислительные задачи требуют больших объемов данных", – сказал Чжан. "Нам нужно обработать тонны данных, что создает узкое место в производительности на стыке процессора и памяти."
Компьютеры PIM стремятся обойти эту проблему, объединив память и обработку в один блок.
Вычисления, особенно вычисления для современных алгоритмов машинного обучения, по сути представляют собой сложную — чрезвычайно сложную — последовательность операций сложения и умножения. В традиционном цифровом центральном процессоре (ЦП) это делается с помощью транзисторов, которые в основном представляют собой затворы, управляемые напряжением, которые либо позволяют току течь, либо не течь. Эти два состояния представляют 1 и 0 соответственно. Используя этот цифровой код — двоичный код — ЦП может выполнять любые арифметические действия, необходимые для работы компьютера.
Тип PIM, над которым работает лаборатория Чжана, называется PIM с резистивной памятью с произвольным доступом или RRAM-PIM. В то время как в ЦП биты хранятся в конденсаторе в ячейке памяти, компьютеры RRAM-PIM полагаются на резисторы, отсюда и название. Эти резисторы являются памятью и процессором.
Бонус? «В резистивной памяти вам не нужно преобразовывать в цифровую или двоичную систему. Вы можете оставаться в аналоговой области». Это ключ к тому, чтобы сделать компьютеры RRAM-PIM намного более эффективными.
"Если вам нужно добавить, вы соединяете два потока", – сказал Чжан. "Если вам нужно умножить, вы можете настроить значение резистора."
Но в какой-то момент информацию необходимо преобразовать в цифровой формат для взаимодействия с технологиями, с которыми мы знакомы. Вот где узкое место RRAM-PIM — преобразование аналоговой информации в цифровой формат. Затем Чжан и Вейдун Цао, научный сотрудник лаборатории Чжана с докторской степенью, представили нейронные аппроксиматоры.
"Нейронный аппроксиматор построен на основе нейронной сети, которая может аппроксимировать произвольные функции", – сказал Чжан. Учитывая любую функцию, нейронный аппроксиматор может выполнять ту же функцию, но с большей эффективностью.
В этом случае команда разработала схемы нейронных аппроксиматоров, которые могли бы помочь устранить узкое место.
В архитектуре RRAM-PIM после того, как резисторы в массиве поперечин выполнили свои расчеты, ответы переводятся в цифровой формат. На практике это означает суммирование результатов каждого столбца резисторов в цепи. Каждый столбец дает частичный результат.
Каждый из этих частичных результатов, в свою очередь, должен быть затем преобразован в цифровую информацию с помощью так называемого аналого-цифрового преобразования или АЦП. Преобразование является энергоемким.
Нейронный аппроксиматор делает процесс более эффективным.
Вместо того, чтобы добавлять каждый столбец один за другим, схема нейронного аппроксиматора может выполнять несколько вычислений — вниз по столбцам, по столбцам или любым другим способом, который наиболее эффективен. Это приводит к меньшему количеству АЦП и повышению эффективности вычислений.
Самая важная часть этой работы, по словам Цао, заключалась в том, чтобы определить, до какой степени они могут уменьшить количество цифровых преобразований, происходящих на внешнем краю цепи. Они обнаружили, что схемы нейронных аппроксиматоров максимально повышают эффективность.
«Независимо от того, сколько аналоговых частичных сумм генерируется столбцами матрицы RRAM — 18, 64 или 128 — нам достаточно одного аналого-цифрового преобразования», — сказал Цао. «Мы использовали аппаратную реализацию для достижения теоретического нижнего предела».
Инженеры уже работают над крупномасштабными прототипами компьютеров PIM, но столкнулись с рядом проблем, – сказал Чжан. Использование нейронных аппроксиматоров Чжана и Цао может устранить одну из этих проблем — узкое место, доказав, что эта новая вычислительная парадигма может быть намного более мощной, чем предполагает текущая структура. Не в один или два раза мощнее, а в 10 или 100 раз мощнее.
"Наша технология позволяет нам на шаг приблизиться к такому типу компьютеров, – – сказал Чжан.
двоичные сигналы, цифровая связь, информационные технологии
Автомобиль выезжает из туннеля Сион-Маунт-Кармель в Национальном парке Сион, штат Юта. Предоставлено: Викисклад.
Наконец-то лето! Вы и ваша семья находитесь в путешествии по пересеченной местности. У вас включено радио, и вы все подпеваете своей любимой песне. Вы проезжаете тоннель, и музыка останавливается. Если вы слушаете местную радиостанцию, музыка станет статической, но если вы слушаете спутниковое радио, музыка полностью замолкнет. Радио, будь то спутник или эфир, передается в виде сигнала, который интерпретируется вашим устройством. Если вы слушаете спутниковое радио, сигнал будет цифровым, а если вы слушаете вещание или «эфирное» радио, то сигнал будет аналоговым. В следующих упражнениях мы больше узнаем об особенностях цифровых и аналоговых сигналов, моделируя, как эти два типа сигналов передаются и используются для хранения информации.
Аналоговый или обычный Цифровые сигналы
Цифровые и аналоговые сигналы передаются посредством электромагнитных волн. Изменения частоты и амплитуды создают музыку, которую вы слушаете, или изображения, которые вы видите на экране. Аналоговые сигналы состоят из непрерывных волн, которые могут иметь любые значения частоты и амплитуды. Эти волны бывают гладкими и изогнутыми. С другой стороны, цифровые сигналы состоят из точных значений единиц и нулей. Цифровые волны имеют ступенчатый вид.
Аналоговые сигналы подвержены искажениям, поскольку даже небольшие ошибки в амплитуде или частоте волны изменят исходный сигнал. Цифровые сигналы являются более надежной формой передачи информации, поскольку ошибка в значении амплитуды или частоты должна быть очень большой, чтобы вызвать переход к другому значению.
| Аналоговый | цифровой |
|---|---|
| Сигналы состоят из бесконечного числа возможных значений. | Сигналы состоят только из двух возможных значений: 0 или 1. |
| Звуковые сигналы могут плавно изменяться по громкости и высоте. | Сигнал переходит от одного значения к другому. |
Эти два типа сигналов используются для связи и отправки информации в различных формах, таких как радиопередача, текстовые сообщения, телефонные звонки, потоковое видео и видеоигры. Они также могут использоваться для хранения информации и данных. Хранилище данных используется крупными компаниями, такими как банки, для хранения записей. Частные лица также используют хранилище данных в личных целях, например для хранения файлов, фотографий, результатов игр и многого другого.
Узнайте больше о возможностях хранения данных в серии статей Science Friday, File Not Found .
Призраки в барабанах
Интерьер ленточной библиотеки StorageTek в NERSC. Предоставлено: Викисклад.
Упражнение 1: Моделирование сигнала связи
В этом упражнении учащиеся будут моделировать отправку аналоговых и цифровых сигналов, как в детской игре «телефон», но в форме копирования серии рисунков. Это упражнение моделирует ключевые различия между цифровыми и аналоговыми сигналами в их разрешении и точности сигнала. Учащиеся выполнят две симуляции: одну, имитирующую многократную передачу аналогового сигнала, и одну, имитирующую многократную передачу цифрового сигнала.
Аналоговые изображения состоят из закругленных линий, чтобы показать, что аналоговые волны могут иметь бесконечные значения.
Цифровые изображения состоят из прямых линий, которые следуют сеткам на раздаточном материале, показывая, как цифровые сигналы состоят из квантованных значений.
Материалы
— Черная ручка или маркер с тонким наконечником (учащимся не разрешается несколько попыток воссоздать изображение)
— Одна копия каждого из 5 цифровых и 5 аналоговых пришельцев на таблицу (по одному типу пришельцев на человека) со страниц чертежей моделирования сигналов связи
Настройка учителя
- Разбейтесь на группы по пять человек вокруг стола. (Пять – это количество инопланетян, представленное в наборе, а также предоставляет учащимся оптимальные возможности для рисования заданных инопланетян.)
Моделирование сигнала связи Указания для учащихся
Мы собираемся смоделировать обмен сообщениями во времени и на расстоянии. Это занятие требует передачи бумаги от человека к человеку, чтобы каждый человек воспроизвел на ней рисунок, а затем передал его следующему человеку за вашим столом. Передача бумаги и воспроизведение рисунка имитируют время и пространство, по которым распространяются сигналы. В первой части задания мы будем моделировать аналоговые сигналы. Во второй части мы будем моделировать цифровые технологии.
- Разрежьте бумагу по пунктирной линии и склейте две половинки встык.
- В сетке справа от инопланетянина используйте ручку или маркер, чтобы максимально перерисовать изображение инопланетянина. Вам не разрешается стирать или исправлять свой рисунок. Вам будет дано две минуты, чтобы завершить рисунок.
Вопросы об активности
(Заполнить после аналогового и цифрового раундов)
Разверните свои рисунки инопланетян и посмотрите на изображения, нарисованные во время игры.
– Сравните исходное изображение с окончательным рисунком. Определите и опишите сходства и различия между двумя изображениями.
– Наблюдайте за развитием рисунков во время занятия. Определите и опишите, что изменилось во время каждого рисунка.
Примечание для учителя. В ходе аналогового моделирования учащиеся увидят, как крошечные изменения (искажения/шумы) в каждой копии изображения (сигнала) приводят к значительным искажениям конечного изображения после многократной передачи.
Сравнение аналогового и цифрового раундов
Сравните изображения из заданий 1-го и 2-го раундов.
– Какой раунд привел к более точному финальному жеребьевке? Подтвердите свой выбор доказательствами из упражнения.
Примечание для учителя. В моделировании цифрового раунда изображения инопланетян состоят из прямых линий, которые следуют сеткам на раздаточном материале, показывая, как цифровые сигналы состоят из квантованных или ограниченного числа значений. Когда учащиеся сравнивают изображения, переданные ими с помощью аналоговых и цифровых «сигналов», они заметят, что в изображении, переданном в цифровом виде, даже после многократной передачи мало искажений, в отличие от того, что они наблюдали, когда передавали изображение с помощью аналогового сигнала.
Предотвращение «цифрового темного века»
Задание 2. Сортировка цифровых и аналоговых сигналов
В этом упражнении учащиеся познакомятся с характеристиками цифровых и аналоговых сигналов и применят свои характеристики для выбора цифрового или аналогового хранилища для конкретного примера.
Материалы
Настройка учителя
- Разбейте учащихся на группы по три человека.
- Подготовьте и перемешайте набор карточек для каждой группы.
- Поделитесь критерием CER со студентами.
Указания для учащихся
- Рассортируйте изображения и утверждения по двум категориям: цифровые сигналы или аналоговые сигналы.
- Используйте отсортированные изображения и утверждения, чтобы направлять свои мысли при заполнении письменной подсказки.
Подсказка о написании
Какой тип сигнала вы бы предложили для записи очень подробной песни исчезающей птицы? Подтвердите свой выбор доказательствами из вашей карты. Используйте критерий «утверждения-доказательства-обоснование» (CER), чтобы помочь вам в написании.
Совместная программа преподавателей Science Friday 2019
Действие 3: Двоичное преобразование
В этом упражнении мы будем использовать двоичное кодирование для представления путей через ряд «высоких» и «низких» вариантов выбора, которые представляют, какой путь выбрать на логической карте. Учащиеся будут действовать как цифро-аналоговые преобразователи для декодирования двоичных импульсов и создания изображения путем преобразования импульсов в цветные пиксели.
Музыка, передаваемая в автомобиль по спутниковому радио, и информация, хранящаяся в библиотеках данных, представляют собой цифровые сигналы, использующие двоичную систему. В двоичной системе есть только две цифры, 1 и 0. Значение или значение этих цифр может варьироваться. Например, они могут обозначать «истина» и «ложь», «включено» и «выключено» или «высокое» и «низкое».
На этом рисунке показано, как можно использовать двоичное кодирование для представления путей с помощью ряда «высоких» и «низких» вариантов. Следование двоичному коду укажет путь к логической карте и поможет найти нужные цвета.
«1» указывает на «высокий» путь, а «0» — на «низкий» путь. С помощью этой карты, называемой «картой логических ворот», двоичная последовательность 0 и 1 может указывать, когда «идти вверх» или «идти вниз», передавая путь на карте для «кодирования» для цвета. Например, используя приведенную выше логическую карту, 010 будет означать, что «0» идет вниз, «1» идет вверх, «0» идет вниз. Это будет кодировать зеленый цвет.
Теперь вы попробуете
Используйте эту таблицу, чтобы определить, какой цвет будет кодироваться числом 111?
Если вы закончили черным цветом, вы его получили!
Цифровые сигналы передаются на компьютеры в виде электронных сигналов, посылаемых в виде импульсов. Цифровое устройство интерпретирует напряжение каждого импульса как 0 или 1. На изображении ниже показан пример оцифрованной волны.
Используя этот график, где красные линии в верхней части представляют собой «1», а красные линии в нижней части представляют «0», вы можете видеть, что вся красная линия представляет собой последовательность единиц и нулей. вверху графика: 11001110111011.
Если бы нам нужно было использовать каждую группу из трех чисел, чтобы найти соответствующий цвет в таблице выше, мы бы использовали:
110 — розовый
011 — синий
101 — красный
Пояснения к пикселям
Большинство электронных устройств, таких как смартфоны, компьютеры и телевизоры, используют технологию жидкокристаллических дисплеев (ЖК-дисплеев). Экран состоит из миллионов крошечных кусочков, называемых пикселями. Электронное устройство получает закодированную информацию в виде цифровых сигналов и использует электричество для управления цветом пикселей. Каждый крошечный пиксель просто меняет один цвет на другой в зависимости от электрического сигнала, но, поскольку пиксели настолько малы, что ваш глаз улавливает движение на общем изображении. Удивительным примером этого в природе являются чешуйки или «пиксели» на изображении крыла бабочки ниже и в этом классном видео.
Сложные узоры на крыльях мотылька состоят из отдельных клеток, которые выражают разные цвета. Предоставлено: Викисклад.
Как работает задание?
Каждому учащемуся назначается цифровой волновой график, как показано на рисунке ниже. Используя карту логических элементов, учащиеся будут декодировать сигнал в цвета пикселей для части мозаики.
Чтобы создать собственный мозаичный шедевр в классе, четыре класса дополняют панель большой фрески Post-it.
Фреска, созданная четырьмя классами, представляет собой сцену океана. Фото: Андреа ЛаРоса
Материалы
— Бумага формата Legal, разрезанная пополам по длине для этикеток с сеткой
— Восемь досок для плакатов размером 22×28 дюймов (рекомендуется использовать по две на класс):
— 2 стикера Post-it размером 2 дюйма:
— Примечание для преподавателей: из приведенных выше наборов получится полная мозаика с правильными цветами (154 стикера Post-it на плакат). Если стикеры Post-it недоступны, учащиеся могут раскрасить сетку маркерами.
Подготовка
Распечатайте бинарные последовательности учащихся и таблицы назначения сетки. Разрежьте эти листы по пунктирным линиям и дайте каждому учащемуся заданную последовательность и соответствующую таблицу сетки. Ваша установка должна выглядеть так:
Процедура для учащихся
Расшифровка: вы расшифруете 10-12 квадратов на сетке. Ниже приведен пример графа двоичной последовательности. Красная линия представляет собой цифровое представление сигнала. Используйте назначенный вам график сигнала и логическую карту, чтобы декодировать двоичную последовательность и цвет в таблице сетки. Прежде чем переходить к построению мозаики, уточните свои ответы у учителя.
Конструкция: получите количество и цвета стикеров для вашего участка мозаики. Поместите свои стикеры на соответствующие квадраты в сетке плакатной доски.
Совет учителю: создайте заранее размеченную доску для плакатов, чтобы помочь учащимся создать мозаику. Фото: Андреа ЛаРоса
Добавьте стикеры на сетку плаката в правильном порядке. При этом думайте о каждом квадрате на сетке как о пикселе, а о выборе цвета — как о результате обработки двоичного кода для получения правильного цвета!
— Что сделал ваш класс?
— Как вы думаете, можно ли создать руководство по двоичному коду для создания росписи?
Занятие 4: Моделирование сигнала и отражение двоичного преобразования
Материалы
Настройка учителя
- Поделитесь с учащимися раздаточным материалом «Имитация сигнала и отражение двоичного преобразования» и критерием CER.
Подсказка о написании
— Используйте следующие таблицы, чтобы определить, какой тип сигнала, цифровой или аналоговый, является более надежным способом кодирования и передачи информации. Предоставьте три доказательства, подтверждающие ваше утверждение, основанные на ваших выводах, полученных в ходе обучения по моделированию сигналов и бинарному преобразованию.
Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.
Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.
Компьютер — это машина, которая может хранить и обрабатывать информацию. Большинство компьютеров полагаются на двоичную систему, в которой используются две переменные, 0 и 1, для выполнения таких задач, как хранение данных, расчет алгоритмов и отображение информации. Компьютеры бывают разных форм и размеров: от карманных смартфонов до суперкомпьютеров весом более 300 тонн.
Многим людям на протяжении всей истории приписывают разработку ранних прототипов, которые привели к созданию современного компьютера. Во время Второй мировой войны физик Джон Мочли, инженер Дж. Преспер Эккерт-младший и их коллеги из Пенсильванского университета разработали первый программируемый электронный цифровой компьютер общего назначения — электронный числовой интегратор и компьютер (ENIAC).
По состоянию на ноябрь 2021 года самым мощным компьютером в мире является японский суперкомпьютер Fugaku, разработанный компаниями RIKEN и Fujitsu. Он использовался для моделирования симуляций COVID-19.
Популярные современные языки программирования, такие как JavaScript и Python, работают с несколькими формами парадигм программирования. Функциональное программирование, использующее математические функции для получения выходных данных на основе вводимых данных, является одним из наиболее распространенных способов использования кода для предоставления инструкций компьютеру.
Самые мощные компьютеры могут выполнять чрезвычайно сложные задачи, такие как моделирование экспериментов с ядерным оружием и прогнозирование изменения климата. Разработка квантовых компьютеров, машин, способных выполнять большое количество вычислений посредством квантового параллелизма (полученного из суперпозиции), позволит выполнять еще более сложные задачи.
Способность компьютера обретать сознание — широко обсуждаемая тема. Некоторые утверждают, что сознание зависит от самосознания и способности мыслить, а это означает, что компьютеры обладают сознанием, потому что они распознают свое окружение и могут обрабатывать данные. Другие считают, что человеческое сознание никогда не может быть воспроизведено физическими процессами. Прочитайте точку зрения одного исследователя.
компьютер, устройство для обработки, хранения и отображения информации.
Компьютер когда-то означал человека, выполняющего вычисления, но теперь этот термин почти повсеместно относится к автоматизированному электронному оборудованию. Первый раздел этой статьи посвящен современным цифровым электронным компьютерам, их конструкции, составным частям и приложениям. Второй раздел посвящен истории вычислительной техники. Подробную информацию об архитектуре компьютера, программном обеспечении и теории см. в см. информатике.
Основы вычислений
Первые компьютеры использовались в основном для численных расчетов. Однако, поскольку любая информация может быть закодирована в числовом виде, люди вскоре поняли, что компьютеры способны обрабатывать информацию общего назначения. Их способность обрабатывать большие объемы данных расширила диапазон и точность прогнозов погоды. Их скорость позволяет им принимать решения о маршрутизации телефонных соединений через сеть и управлять механическими системами, такими как автомобили, ядерные реакторы и роботизированные хирургические инструменты. Они также достаточно дешевы, чтобы их можно было встроить в бытовые приборы и сделать сушилки для белья и рисоварки «умными». Компьютеры позволили нам ставить вопросы и отвечать на них, на которые раньше нельзя было ответить. Эти вопросы могут касаться последовательностей ДНК в генах, моделей поведения на потребительском рынке или всех случаев употребления слова в текстах, хранящихся в базе данных. Компьютеры все чаще могут обучаться и адаптироваться во время работы.
Компьютеры также имеют ограничения, некоторые из которых носят теоретический характер. Например, существуют неразрешимые утверждения, истинность которых не может быть определена в рамках заданного набора правил, таких как логическая структура компьютера. Поскольку не может существовать универсального алгоритмического метода для идентификации таких утверждений, компьютер, которому нужно получить истинность такого утверждения, будет (если его принудительно не прервать) продолжать работу бесконечно — состояние, известное как «проблема остановки». (См. Машина Тьюринга.) Другие ограничения отражают современные технологии. Человеческий разум умеет распознавать пространственные структуры — например, легко различать человеческие лица, — но это сложная задача для компьютеров, которые должны обрабатывать информацию последовательно, а не схватывать детали в целом с первого взгляда. Еще одна проблемная область для компьютеров связана с взаимодействием на естественном языке. Поскольку в обычном человеческом общении предполагается так много общих знаний и контекстуальной информации, исследователям еще предстоит решить проблему предоставления релевантной информации универсальным программам на естественном языке.
Аналоговые компьютеры
Аналоговые компьютеры используют непрерывные физические величины для представления количественной информации. Сначала они представляли величины с помощью механических компонентов (см. дифференциальный анализатор и интегратор), но после Второй мировой войны стали использоваться напряжения; к 1960-м годам цифровые компьютеры в значительной степени заменили их. Тем не менее аналоговые компьютеры и некоторые гибридные цифро-аналоговые системы продолжали использоваться в течение 1960-х годов для решения таких задач, как моделирование самолетов и космических полетов.
Одним из преимуществ аналоговых вычислений является то, что спроектировать и построить аналоговый компьютер для решения одной задачи может быть относительно просто. Другое преимущество заключается в том, что аналоговые компьютеры часто могут представлять и решать проблему в «реальном времени»; то есть вычисления выполняются с той же скоростью, что и моделируемая им система. Их основные недостатки заключаются в том, что аналоговые представления имеют ограниченную точность — обычно несколько знаков после запятой, но меньше в сложных механизмах, — а устройства общего назначения дороги и их нелегко запрограммировать.
Цифровые компьютеры
В отличие от аналоговых компьютеров, цифровые компьютеры представляют информацию в дискретной форме, как правило, в виде последовательностей нулей и единиц (двоичных цифр или битов). Современная эра цифровых компьютеров началась в конце 1930-х — начале 1940-х годов в США, Великобритании и Германии. В первых устройствах использовались переключатели, управляемые электромагнитами (реле). Их программы хранились на перфоленте или картах, и у них было ограниченное внутреннее хранилище данных. Исторические события см. см. в разделе Изобретение современного компьютера.
Мейнфрейм
В 1950-х и 60-х годах Unisys (производитель компьютера UNIVAC), International Business Machines Corporation (IBM) и другие компании производили большие и дорогие компьютеры все большей мощности. Они использовались крупными корпорациями и государственными исследовательскими лабораториями, как правило, в качестве единственного компьютера в организации. В 1959 году компьютер IBM 1401 сдавался в аренду за 8000 долларов в месяц (ранние машины IBM почти всегда сдавались в аренду, а не продавались), а в 1964 году самый большой компьютер IBM S/360 стоил несколько миллионов долларов.
Эти компьютеры стали называть мейнфреймами, хотя этот термин не стал общепринятым, пока не были построены компьютеры меньшего размера. Мэйнфреймы характеризовались наличием (для своего времени) больших объемов памяти, быстрых компонентов и мощных вычислительных возможностей. Они были очень надежны, и, поскольку они часто обслуживали жизненно важные потребности в организации, они иногда разрабатывались с избыточными компонентами, которые позволяли им выдерживать частичные отказы. Поскольку это были сложные системы, ими управлял штат системных программистов, которые одни имели доступ к компьютеру. Другие пользователи отправили «пакетные задания» для запуска на мэйнфрейме по одному.
Такие системы остаются важными и сегодня, хотя они больше не являются единственным или даже основным центральным вычислительным ресурсом организации, которая обычно имеет сотни или тысячи персональных компьютеров (ПК). В настоящее время мэйнфреймы обеспечивают хранение данных большой емкости для серверов Интернета или, благодаря методам разделения времени, они позволяют сотням или тысячам пользователей одновременно запускать программы. Из-за их текущих ролей эти компьютеры теперь называются серверами, а не мейнфреймами.
Эта запись в блоге была первоначально опубликована в марте 2016 года и обновлена в сентябре 2018 года. С тех пор технология жестких и твердотельных накопителей продолжает совершенствоваться, поэтому мы публикуем в этой публикации наше последнее обновление.
Среди всех доступных компьютерных дисков легко запутаться в различиях между ними. Два основных накопителя, между которыми вы должны знать разницу, — это жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD). Вам может быть интересно, в чем разница между жестким диском и твердотельным накопителем? Какой привод лучше использовать? Какой диск чаще выходит из строя?
Мы тратим много времени на размышления о жестких и твердотельных дисках, поэтому знаем, что использование обоих дисков имеет свои преимущества и недостатки. Если вы хотите обновить свой компьютер с помощью нового диска или вам интересно, как лучше всего использовать любой тип диска, полезно провести параллельное сравнение каждого варианта. Итак, мы разработали этот пост «В чем разница», чтобы помочь разобраться в различиях между этими двумя типами дисков. Читайте дальше, чтобы узнать, как далеко продвинулись технологии накопителей за эти годы и как выбрать лучшее решение для ваших потребностей в хранении данных.
В этом углу: жесткий диск
Традиционный вращающийся жесткий диск был стандартом для многих поколений персональных компьютеров. Постоянно совершенствующиеся технологии позволили производителям жестких дисков увеличить объем хранения, чем когда-либо, при цене за гигабайт, которая по-прежнему делает жесткие диски лучшим соотношением цены и качества.
Какими бы сложными они ни были, жесткие диски существуют с 1956 года. Те, что были тогда, были двух футов в диаметре и могли хранить всего несколько мегабайт информации, но технологии улучшились до такой степени, что вы можете втиснуть 10 терабайт. во что-то размером с кухонную губку.
Внутри жесткого диска есть нечто, более чем похожее на старый проигрыватель: пластина или несколько пластин, которые вращаются вокруг центральной оси — шпинделя — обычно со скоростью от 5400 до 7200 оборотов в минуту. Некоторые жесткие диски, созданные для повышения производительности, работают быстрее.
Информация записывается на накопитель и считывается с него путем изменения магнитных полей на этих вращающихся пластинах с помощью якоря, называемого головкой чтения-записи. Визуально он немного похож на дужку проигрывателя, но вместо иглы, которая проходит в физической канавке на пластинке, головка чтения-записи немного парит над физической поверхностью диска.
Двумя наиболее распространенными форм-факторами для жестких дисков являются 2,5 дюйма, характерные для ноутбуков, и 3,5 дюйма, характерные для настольных компьютеров. Вы также найдете внешние диски с 2,5-дюймовыми и 3,5-дюймовыми дисками.Размер стандартизирован, что упрощает ремонт и замену в случае поломки.
Подавляющее большинство используемых сегодня дисков подключаются через стандартный интерфейс Serial ATA (или SATA). Специализированные системы хранения иногда используют Serial Attached SCSI (SAS), Fibre Channel или другие экзотические интерфейсы, разработанные для специальных целей.
Экономическое преимущество жестких дисков
Проверенная технология, используемая десятилетиями, делает жесткие диски дешевыми — намного дешевле в пересчете на гигабайт, чем твердотельные накопители. Хранилище на жестком диске может стоить всего три цента за гигабайт. Вы не тратите много, но получаете много места. Производители жестких дисков продолжают повышать емкость хранения, сохраняя при этом низкие затраты, поэтому жесткие диски остаются выбором тех, кто ищет много места для хранения, не тратя при этом много денег.
Недостаток заключается в том, что жесткие диски могут потреблять много энергии, генерировать шум, выделять тепло и работать не так быстро, как твердотельные накопители. Возможно, самое большое отличие состоит в том, что жесткие диски, при всем их сходстве с проигрывателями, в конечном счете являются механическими устройствами. Со временем механические устройства изнашиваются. Вопрос не в том, если, а в том, когда.
Технология жестких дисков не стоит на месте, и цена за единицу хранения резко снизилась. Как мы писали в нашей публикации «Жесткий диск или твердотельный накопитель: что ждет будущее для хранения данных? — часть 2», стоимость гигабайта для жестких дисков снизилась примерно в два миллиарда раз примерно за 60 лет.
Производители жестких дисков добились значительного прогресса в технологиях, позволяющих хранить все больше и больше информации на HD-пластинах, что называется плотностью записи. По мере того, как производители жестких дисков пытаются превзойти друг друга, потребители получают все большие и большие размеры дисков. Один из методов заключается в замене воздуха в приводах гелием, который уменьшает трение и поддерживает большую плотность поверхности. Другие новейшие технологии включают микроволновую и магнитную запись с нагреванием, или MAMR и HAMR соответственно. HAMR записывает магнитно с использованием лазерно-тепловой поддержки, а MAMR использует устройство, генерирующее микроволны, называемое осциллятором вращающего момента или лазером, чтобы хранить больше данных на диске привода. Эти накопители находятся на ранних стадиях производства и отправки корпоративным партнерам.
Продолжающаяся конкуренция и гонка за размещением все большего и большего объема хранилища в одном и том же привычном форм-факторе 3,5-дюймового жесткого диска означает, что это будет относительно небольшой выбор очень большой емкости для хранения данных на многие годы вперед.
В противоположном углу: твердотельный накопитель
Твердотельные накопители стали гораздо более распространенными в последние годы. Они являются стандартной проблемой для всей линейки ноутбуков Apple, например, MacBook, MacBook Pro и MacBook Air стандартно поставляются с твердотельными накопителями. Как и Mac Pro.
Твердотельный накопитель – это отраслевое сокращение для обозначения интегральной схемы, и в этом ключевое различие между твердотельным накопителем и жестким диском: внутри твердотельного накопителя нет движущихся частей. Вместо дисков, двигателей и головок чтения-записи в твердотельных накопителях используется флэш-память, то есть компьютерные микросхемы, которые сохраняют свою информацию даже при отключении питания.
Твердотельные накопители в принципе работают так же, как и хранилища на вашем смартфоне или планшете. Но твердотельные накопители, которые вы найдете в современных компьютерах Mac и ПК, работают быстрее, чем хранилище вашего мобильного устройства.
Механическая природа жестких дисков ограничивает их общую производительность. Производители жестких дисков неустанно работают над повышением скорости передачи данных и сокращением задержек и времени простоя, но их возможности ограничены. Твердотельные накопители обеспечивают огромное преимущество в производительности по сравнению с жесткими дисками: они быстрее запускаются, быстрее выключаются и быстрее передают данные.
Если вы все еще используете компьютер с жестким диском SATA, вы можете увидеть значительный прирост производительности при переходе на твердотельный накопитель. Более того, за последние пару лет стоимость твердотельных накопителей резко снизилась, поэтому такая модернизация обходится дешевле, чем когда-либо.
Различные форм-факторы SSD
Твердотельные накопители можно сделать меньше и потреблять меньше энергии, чем жесткие диски. Они также не издают шума и могут быть более надежными, поскольку не являются механическими. В результате компьютеры, предназначенные для использования твердотельных накопителей, могут быть меньше, тоньше, легче и работать на одном заряде батареи гораздо дольше, чем компьютеры с жесткими дисками.
Многие производители твердотельных накопителей производят механизмы твердотельных накопителей, предназначенные для замены 2,5-дюймовых и 3,5-дюймовых жестких дисков по принципу plug-and-play, поскольку существуют миллионы компьютеров (и многие новые компьютеры все еще производятся с жесткими дисками). которые могут извлечь выгоду из изменений. Они оснащены тем же интерфейсом SATA и разъемом питания, что и жесткие диски.
Теперь доступен широкий выбор форм-факторов SSD. Карты памяти Memory Stick, которые когда-то были ограничены максимальным объемом 128 МБ, теперь выпускаются в версиях размером до 2 ТБ. Они используются в основном в мобильных устройствах, где размер и плотность являются основными факторами, таких как камеры, телефоны, дроны и т. д. Другие форм-факторы с высокой плотностью предназначены для приложений центров обработки данных, например Intel P4500 емкостью 32 ТБ. Похожий на стандартную 12-дюймовую линейку, Intel SSD DC P4500 имеет емкость 32 ТБ. Благодаря 64 чрезвычайно тонким слоям 3D NAND, P4500 в настоящее время является самым плотным твердотельным накопителем в мире. Цена пока неизвестна, но, учитывая, что SSD DC P4500 требует только одну десятую мощности и всего одну двадцатую места традиционного жесткого диска, как только цена выйдет из стратосферы, вы можете быть уверены, что будет рынок для него.
В 2018 году компания Nimbus Data анонсировала твердотельный накопитель ExaDrive D100 емкостью 100 ТБ. Этот SSD сам по себе содержит в два раза больше данных, чем первые Storage Pods Backblaze. Когда Exadrive был впервые выпущен, он был доступен только по запросу, но в 2020 году компания объявила о своих первых онлайн-ценах на накопитель. Версия Exadrive емкостью 100 ТБ сейчас продается по цене 40 000 долларов США, а версия на 50 ТБ — 12 500 долларов США.
Производители твердотельных накопителей также ищут способы хранения большего объема данных в меньшем форм-факторе и на более высоких скоростях. Знакомый SSD-накопитель, который выглядит как 2,5-дюймовый HDD, начинает становиться все менее распространенным. Учитывая очень высокие скорости, с которыми данные могут быть прочитаны и скопированы на микросхемы памяти внутри твердотельных накопителей, естественно, что разработчики компьютеров и хранилищ хотят в полной мере использовать эту возможность. Все чаще системы хранения данных подключаются непосредственно к системной плате компьютера и в процессе этого приобретают новые формы.
Сравнение размеров твердотельного накопителя mSATA (слева) и твердотельного накопителя M.2 2242 (справа).
Производители ноутбуков приняли стандарт mSATA, а затем и стандарт M.2, который может быть размером с несколько плиток шоколада, но иметь такую же емкость, как и любой 2,5-дюймовый твердотельный накопитель SATA.
Другая технология интерфейса, называемая NvM Express или NVMe, теперь перенесена с серверов в центрах обработки данных на потребительские ноутбуки. При подключении к слоту PCI Express (PCIe) вместо использования пропускной способности SATA твердотельные накопители NVMe могут достигать более высоких скоростей чтения-записи, чем твердотельные накопители SATA, но их розничная цена почти вдвое превышает цену твердотельного накопителя SATA. Дополнительную информацию о разнице между дисками M.2 и дисками NVMe см. в этом посте.
Твердотельные накопители тоже выходят из строя
Как и жесткие диски, твердотельные накопители могут изнашиваться, но по разным причинам. В случае с жесткими дисками это часто просто механическая реальность вращающегося двигателя, который со временем изнашивается. Хотя внутри SSD нет движущихся частей, каждый банк памяти имеет конечный ожидаемый срок службы — ограничение на количество операций записи и чтения, прежде чем он перестанет работать. Логика, встроенная в диски, пытается динамически управлять этими операциями, чтобы свести к минимуму проблемы и продлить срок их службы.
На практике большинству из нас не нужно беспокоиться о долговечности SSD. SSD, который вы вставили в свой компьютер сегодня, вероятно, переживет компьютер. Но важно помнить, что, хотя твердотельные накопители по своей природе более надежны, чем жесткие диски, они все же подвержены тем же законам энтропии, что и все остальное во Вселенной.
Плюсы и минусы жестких дисков по сравнению с твердотельными накопителями
| Плюсы | Против | |
|---|---|---|
| Жесткие диски | Бюджетный вариант . Много места для хранения. Стандартные размеры облегчают ремонт и замену. | Используйте большую мощность. Шумно. Движущиеся части со временем изнашиваются. Медленнее, чем SSD. |
| SSD | Быстрее, чем HDD. Не создавайте шума. Используйте меньше энергии, чем жесткие диски. Широкий диапазон форм-факторов. Отсутствие движущихся частей делает их более долговечными, чем жесткие диски. | Меньший объем памяти, чем у жестких дисков. Может быть дорого. Трудно восстановить данные в случае сбоя. |
Планирование будущего хранилища
Независимо от того, используете ли вы жесткий диск или твердотельный накопитель, важно иметь хороший план резервного копирования, поскольку рано или поздно любой диск выйдет из строя. У вас должна быть локальная резервная копия в сочетании с безопасной удаленной резервной копией, которая удовлетворяет стратегии резервного копирования 3-2-1. Чтобы начать работу, обязательно ознакомьтесь с нашим руководством по резервному копированию.
Надеюсь, мы дали вам некоторое представление о жестких дисках и твердотельных накопителях. И, как всегда, мы приветствуем ваши вопросы и комментарии, так что стреляйте!
Возможно, вам будет интересно прочитать другие статьи из нашей серии SSD 101 и узнать больше о надежности SSD.
Об Энди Кляйне
Энди Кляйн — главный пропагандист облачных хранилищ в Backblaze. Он имеет более чем 25-летний опыт работы в технологическом маркетинге, и за это время он поделился своим опытом в области облачных хранилищ и компьютерной безопасности на мероприятиях, симпозиумах и панелях в RSA, SNIA SDC, MIT, Федеральной торговой комиссии и сотнях других. В настоящее время он пишет и разглагольствует о статистике дисков, модулях хранения, облачном хранилище и многом другом.
Компьютер — это программируемое устройство, которое может автоматически выполнять последовательность вычислений или других операций с данными, запрограммированными для выполнения задачи. Он может хранить, извлекать и обрабатывать данные в соответствии с внутренними инструкциями. Компьютер может быть цифровым, аналоговым или гибридным, хотя большинство современных компьютеров являются цифровыми. Цифровые компьютеры выражают переменные в виде чисел, обычно в двоичной системе. Они используются для общих целей, тогда как аналоговые компьютеры создаются для конкретных задач, обычно научных или технических. Термин "компьютер" обычно является синонимом цифрового компьютера, а компьютеры для бизнеса являются исключительно цифровыми.
ЭЛЕМЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМЫ
Основной вычислительной частью компьютера является его центральный процессор (ЦП) или процессор. Он состоит из арифметико-логического блока для выполнения вычислений, основной памяти для временного хранения данных для обработки и блока управления для управления передачей данных между памятью, источниками ввода и вывода и арифметико-логического блока. Однако компьютер не может полноценно функционировать без различных периферийных устройств. Обычно они подключаются к компьютеру с помощью кабелей, хотя некоторые из них могут быть встроены в один блок с ЦП. К ним относятся устройства для ввода данных, такие как клавиатуры, мыши, трекболы, сканеры, световые перья, модемы, считыватели карт с магнитной полосой и микрофоны, а также устройства для вывода данных, такие как мониторы, принтеры, плоттеры, громкоговорители, наушники и модемы. В дополнение к этим устройствам ввода/вывода другие типы периферийных устройств включают компьютерные устройства хранения данных для вспомогательной памяти, где данные сохраняются, даже когда компьютер выключен. Чаще всего это устройства на магнитной ленте, магнитных или оптических дисках.
Наконец, для автоматического функционирования цифрового компьютера требуются программы или наборы инструкций, написанные в машиночитаемом коде. Чтобы отличать программы от физических или аппаратных компонентов компьютера, все вместе они называются программным обеспечением.
Компьютерная система, таким образом, представляет собой компьютер, объединенный с периферийным оборудованием и программным обеспечением, чтобы он мог выполнять желаемые функции. Часто термины «компьютер» и «компьютерная система» используются взаимозаменяемо, особенно когда периферийные устройства встроены в тот же блок, что и компьютер, или когда система продается и устанавливается в виде пакета. Однако термин «компьютерная система» может также относиться к конфигурации аппаратного и программного обеспечения, разработанной для определенной цели, такой как система управления производством, система автоматизации библиотеки или система учета. Или это может относиться к сети из нескольких компьютеров, соединенных вместе, чтобы они могли совместно использовать программное обеспечение, данные и периферийное оборудование.
Компьютеры, как правило, классифицируются по размеру и мощности, хотя прогресс в вычислительной мощности компьютеров стирает различия между традиционными категориями. На мощность и скорость влияет размер внутренних запоминающих устройств компьютера, называемых словами, которые определяют объем данных, которые он может обрабатывать за один раз, и измеряются в битах (двоичных цифрах). Скорость компьютера также определяется его тактовой частотой, которая измеряется в мегагерцах. Кроме того, объем оперативной памяти компьютера, который измеряется в байтах (или, точнее, в килобайтах, мегабайтах или гигабайтах) ОЗУ (оперативной памяти), играет роль в определении того, сколько данных он может обработать. Объем памяти, который могут хранить вспомогательные запоминающие устройства, также определяет возможности компьютерной системы.
МИКРОКОМПЬЮТЕР
Разработка микропроцессора, центрального процессора на одном кристалле интегральной схемы, впервые позволила разработать доступные однопользовательские микрокомпьютеры. Однако низкая вычислительная мощность первых микрокомпьютеров делала их привлекательными только для любителей, а не для коммерческого рынка.Однако в 1977 году развитие индустрии персональных компьютеров началось с выпуска готовых домашних компьютеров от трех производителей.
Термин "персональный компьютер" (ПК) был придуман компанией IBM с выпуском своего ПК в 1981 году. Эта модель мгновенно завоевала успех и установила стандарт для индустрии микрокомпьютеров. К началу 1990-х персональные компьютеры стали самой быстрорастущей категорией компьютеров. Во многом это было связано с принятием их использования в предприятиях всех размеров. Доступность этих небольших недорогих компьютеров позволила использовать компьютерные технологии даже на самых маленьких предприятиях.
Последней категорией микрокомпьютеров, появившихся в деловом мире, являются портативные компьютеры. Эти маленькие и легкие, но все более мощные компьютеры широко известны как портативные компьютеры или портативные компьютеры. Портативные компьютеры имеют ту же мощность, что и настольные персональные компьютеры, но имеют более компактную конструкцию и используют мониторы с плоским экраном, обычно с жидкокристаллическим дисплеем, которые складываются, образуя тонкий блок, который помещается в портфель и обычно весит менее 15 фунтов. Ноутбук весит менее 6 фунтов и может иметь или не иметь полноразмерную клавиатуру. Карманный компьютер представляет собой портативный компьютер размером с калькулятор. Персональный цифровой помощник — это карманный компьютер, который использует для ввода перо и планшет, имеет карту факса/модема и сочетает в себе возможности сотового телефона для удаленной передачи данных. Портативные компьютеры становятся все более популярными среди путешествующих деловых людей, таких как руководители или торговые представители.
Открытые системы
Сегодня большинство компьютерных систем являются «открытыми» — совместимыми с компьютерным оборудованием и программным обеспечением разных производителей. В прошлом все компоненты компьютерной системы производились одним и тем же производителем. Общеотраслевых стандартов не существовало. В результате принтеры, мониторы и другое периферийное оборудование одного производителя не будут работать при сопряжении с компьютером другого производителя. Что еще более важно, программное обеспечение могло работать только на той конкретной марке компьютера, для которой оно было разработано. Однако сегодня широко распространены «открытые системы», в которых различное оборудование от разных производителей может быть согласовано друг с другом. Открытые системы особенно популярны среди владельцев малого бизнеса, потому что они позволяют предприятиям легче и дешевле обновлять или расширять свои компьютерные системы. Открытые системы предоставляют владельцам бизнеса больше возможностей для покупки, позволяют им свести к минимуму расходы на переобучение сотрудников новым системам и дают им больше свободы для обмена компьютерными файлами с внешними клиентами или поставщиками.
Сеть
Компьютеры в сети физически связаны кабелями и используют сетевое программное обеспечение в сочетании с программным обеспечением операционной системы. В зависимости от используемого аппаратного и программного обеспечения в одну и ту же сеть могут быть включены компьютеры разных типов. Это могут быть компьютеры разных размеров, такие как мейнфреймы, средние компьютеры и микрокомпьютеры, или компьютеры и периферийные устройства разных производителей, чему способствует тенденция к открытым системам. Локальные сети (LAN) связывают компьютеры в пределах ограниченной географической области, а глобальные сети (WAN) соединяют компьютеры в разных географических регионах. Сети могут иметь различную архитектуру, которая определяет, могут ли компьютеры в сети действовать независимо. Обычно используется архитектура системы клиент-сервер, при которой серверный компьютер назначается для хранения и обработки данных, и доступ к нему осуществляется несколькими пользователями, каждый из которых находится на клиентском компьютере.
Локальные сети изменили то, как сотрудники организации используют компьютеры. В организациях, где сотрудники раньше получали доступ к компьютерам среднего уровня через «тупые» терминалы, теперь эти сотрудники обычно имеют больше возможностей. У этих пользователей есть свои персональные компьютеры на своих рабочих местах, но они по-прежнему могут получать доступ к необходимым данным со среднего или другого сервера через сеть. В то время как малые предприятия обычно предпочитают локальные сети, глобальные сети часто используются компаниями с несколькими объектами, расположенными в обширной географической зоне. В конце концов, в системе WAN к базам данных компании можно получить доступ из штаб-квартиры в одном городе, на заводе-изготовителе в другом городе и в офисах продаж в других местах.
КОМПЬЮТЕРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Компьютеры используются в правительстве, промышленности, некоммерческих и неправительственных организациях, а также дома, но наибольшее влияние они оказали на бизнес и промышленность. Конкурентная природа бизнеса создала потребность в непрерывном развитии компьютерных технологий и проектирования систем. Между тем, снижение цен на компьютерные системы и их растущая мощность и полезность привели к тому, что все больше и больше предприятий инвестируют в компьютерные системы для все более широкого круга бизнес-функций.Сегодня компьютеры используются для обработки данных во всех аспектах деятельности предприятия: проектирование и разработка продуктов, производство, управление запасами и распределение, контроль качества, продажи и маркетинг, данные об услугах, бухгалтерский учет и управление персоналом. Они также используются в компаниях любого размера и во всех отраслевых сегментах, включая производство, оптовую и розничную торговлю, услуги, горнодобывающую промышленность, сельское хозяйство, транспорт и связь.
Наиболее распространенными видами использования компьютерной системы в бизнесе являются управление базами данных, управление финансами и бухгалтерский учет, а также обработка текстов. Компании используют системы управления базами данных для отслеживания изменяющейся информации в базах данных по таким темам, как клиенты, поставщики, сотрудники, запасы, поставки, заказы на продукцию и запросы на обслуживание. Финансовые и бухгалтерские системы используются для различных математических расчетов с большими объемами числовых данных, будь то в основных функциях компаний, предоставляющих финансовые услуги, или в бухгалтерской деятельности фирм. Тем временем компьютеры, оснащенные программным обеспечением для управления электронными таблицами или базами данных, используются отделами кредиторской и дебиторской задолженности и расчетом заработной платы для обработки и табулирования финансовых данных и анализа ситуации с денежными потоками. Наконец, обработка текстов распространена повсеместно и используется для создания широкого спектра документов, включая внутренние записки, переписку с внешними организациями, материалы по связям с общественностью и продукты (в издательской, рекламной и других отраслях).
Базы данных также могут использоваться для принятия стратегических решений с помощью программного обеспечения на основе искусственного интеллекта. Система базы данных может включать — в дополнение к записям и статистическим данным о продуктах, услугах, клиентах и т. д. — информацию о прошлом человеческом опыте в определенной области. Это называется базой знаний. Примеры использования экспертной системы включают действия по бизнес-прогнозированию, такие как инвестиционный анализ, финансовое планирование, страхование и прогнозирование рисков мошенничества. Экспертные системы также используются в деятельности, связанной с соблюдением нормативных требований, проведением торгов, сложным производственным контролем, поддержкой клиентов и обучением.
КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И МАЛЫЙ БИЗНЕС
Стратегия компании
"Привычно рассматривать технологию компьютерных систем как самостоятельную единицу, тогда как на самом деле ее следует рассматривать как один из более масштабных и широко используемых бизнес-инструментов", – пишет Ричард Хенсли в Цинциннати Бизнес Курьер. «[Технология компьютерных систем] является инструментом, имеющим решающее значение для достижения общей корпоративной стратегии». Хотя она вполне может существовать в сознании владельца, многие малые и средние компании не имеют подробной письменной системной стратегии. В таком случае это неудивительно. , что многие решения по внедрению системных технологий являются более реактивными, чем стратегически обоснованными. Конкурентное давление, необходимость догнать рынок и внутренний рост, как правило, заставляют принимать решения о покупке». Вместо этого решения о покупке системы следует использовать заранее, чтобы оценить общую стратегию и оценить эффективность текущих операционных процессов.
Потребности клиентов
Владельцы бизнеса также должны убедиться, что выбранная ими компьютерная система соответствует потребностям клиентов. Является ли постоянное общение с клиентами важным компонентом вашего бизнеса? Если да, то ваша система должна быть оснащена функциями, позволяющими вам и вашему клиенту общаться через компьютер своевременно и эффективно. Зависит ли здоровье вашего бизнеса от обработки заказов клиентов и выставления счетов? Если это так, убедитесь, что ваша система легко справляется с такими требованиями.
Потребности в рабочей силе
Внедряя новую компьютерную систему или внося изменения в существующую, предприятия неизбежно меняют методы работы своих сотрудников, и этот фактор необходимо учитывать. «Нередко возникает некоторое сопротивление со стороны сотрудников, которые не хотят мириться с отходом от статус-кво», — сказал Хенсли. «Такое сопротивление часто можно значительно уменьшить, вовлекая затронутых сотрудников в разработку или модификацию системы. Они могут предоставить практическую информацию о том, что хорошо работает в текущей системе, а что нет. После того, как изменения были реализованы , создать программу обучения и структуру поддержки для всех пользователей. Это максимизирует преимущества системы и лучше подготовит сотрудников для достижения результатов, ожидаемых от изменений». Кроме того, компаниям необходимо обеспечить разумное распространение компьютерных технологий. Компьютеры следует распределять по потребностям, а не по ранжированию.
Общая стоимость владения
Многие малые предприятия не учитывают накопленные затраты, связанные с различными компьютерными системами, при принятии решений об оборудовании. В дополнение к первоначальной цене компаниям необходимо взвесить скрытые затраты на информационные технологии, связанные с покупкой.Эти расходы, известные как совокупная стоимость владения (TCO), включают техническую поддержку, административные расходы, расточительные пользовательские операции и дополнительные расходы (расходы на чернила и бумагу для принтера, электроэнергию и т. д.). Еще одним фактором, который следует учитывать, является срок службы оборудования. В конце концов, как заметил Хенсли, «для обеспечения способности производить соответствующую информацию технологические системы требуют запланированных инвестиций». Владельцы бизнеса, которые игнорируют эту реальность, делают это на свой страх и риск, считают эксперты. «Когда дело доходит до сокращения расходов, одним из ваших первых побуждений может быть желание сохранить свои ПК как можно дольше, полагая, что чем меньше денег вы потратите на новые технологии, тем лучше», — написала Хизер Пейдж в Entrepreneur<. /эм>. Однако на самом деле такие рассуждения в конечном итоге увеличивают издержки бизнеса. «Наличие нескольких поколений аппаратного обеспечения, программного обеспечения и операционных систем усложняет среду вашего ПК, тем самым увеличивая ваши расходы», — пояснил Пейдж. «Вы должны не только поддерживать технические знания в области старых технологий, но также должны найти способы, чтобы старое оборудование работало с новыми технологиями, и разрабатывать все свои собственные приложения для поддержки нескольких сред».
Учитывая сегодняшнюю быстро меняющуюся бизнес-среду, обновление системы стало реальностью. Как отметил Джоэл Дрейфус в журнале Fortune, «если на ваших служебных компьютерах нет новейшего и (всегда) лучшего программного и аппаратного обеспечения, ваши поставщики и сотрудники могут заставить вас почувствовать, что вы всего лишь один из них». отойди от гусиных перьев и пергамента». Но инициативы по обновлению не должны одобряться импульсивно. Вместо этого владельцы бизнеса и менеджеры должны провести соответствующий анализ затрат и результатов, взвесив такие вопросы, как затраты на установку и обучение, совместимость с другими системами, полезность новых функций и текущую способность удовлетворять потребности бизнеса, прежде чем инвестировать в крупные обновления компьютерной системы.< /p>
БИБЛИОГРАФИЯ
Кодкинд, Алан. «Автоматизация бизнес-процессов». CMA — журнал по управленческому учету. Октябрь 1993 г.
Дрейфус, Джоэл. «ФСБ/Малый бизнес». Удача. 13 ноября 2000 г.
Хенсли, Ричард. «Затруднение владельца: сколько потратить на новую технологию?» Цинциннати Бизнес Курьер. 3 марта 1997 г.
Пейдж, Хизер. "Какая цена ПК?" Предприниматель. Октябрь 1997 г.
«Модели использования в малых фирмах». Дело нации. Август 1993 г.
Смит, Сэнди. «Умный способ инвестировать в компьютеры». Бухгалтерский журнал. Май 1997 г.
Читайте также: