Характеристики персональных компьютеров постоянно улучшаются, и в настоящее время технические характеристики и области применения мини- и микрокомпьютеров перекрываются.

В конце 80-х годов существовала проблема отставания математического вооружения компьютера от его физических возможностей. Зато в настоящее время данная проблема преобразилась с точностью до наоборот. Т.е. современное программное обеспечение способно использовать все системные ресурсы компьютера и при этом требовать еще большего увеличения данных ресурсов.

Пусть, например, необходимо ввести данные в компьютер. Этот процесс следует начать с тестовых проверок, чтобы убедиться в физической возможности осуществления этой процедуры. Поэтому работа начинается с того, что устройство ввода посылает в компьютер сигнал, указывающий на готовность ввода порции информации. В свою очередь, компьютер должен известить устройство ввода, т. е. оператора, о том, что он закончил обработку предыдущей порции данных и готов к приему следующей. В результате происходящего обмена сигналами устанавливается режим, позволяющий вводить новую порцию данных.

При выводе информации из компьютера устройство вывода должно известить компьютер о том, что оно готово воспринимать данные, т. е. послать в компьютер так называемый "сигнал занятости". Компьютер начнет выдавать данные только после проверки наличия такого сигнала. В свою очередь, компьютер должен послать в устройство вывода сигнал готовности передавать данные и устройство вывода должно убедиться в наличии такого сигнала.

Этот очевидный режим обмена информацией между компьютером и периферийными устройствами имеет недостаток - нерациональное использование времени, так как компьютер значительную часть времени находится в режиме ожидания. Поэтому разработан более экономичный режим обмена данными - ввод и вывод по прерыванию. В этом режиме выполнение основной программы компьютером чередуется с выполнением подпрограмм ввода и вывода.

Повышение производительности в компьютерных сетях.

Быстрое проникновение информационных технологий в коммерцию, банковское дело, образование и сферу развлечений в совокупности с неуклонно увеличивающейся мощностью компьютеров и емкостью устройств хранения данных предъявляет все большие требования к сетям связи. На повестку дня выходят широкополосные каналы связи.

Согласно прогнозам, мощность персональных компьютеров и high-end-вычислительных машин в ближайшие 15 лет увеличится более чем в тысячу раз, соответственно и потребности в объеме трафика по опорным сетям связи вырастут в десятки и сотни раз. Эти тенденции стимулируют исследования в области высокопроизводительных сетевых решений. Самые быстрые линии передачи данных - оптоволоконные - требуют соответствующие технологии построения быстрых и гибких сетей. Одной из таких технологий является временное уплотнение каналов.

Современные технологии ATM и SDH решают задачу повышения производительности сетей лишь в краткосрочной перспективе. Их дальнейшее развитие сопровождается увеличением сложности и цены электронного оборудования, заставляя разработчиков обратить взор в сторону оптических технологий связи.

Связь по оптоволокну - пока единственный способ удовлетворить огромные потребности в скоростной передаче данных. Главными технологиями, позволяющими наиболее полно на сегодняшний день использовать поистине громадные возможности волокна, являются уплотнение каналов с разделением по спектру (WDM, или спектральное уплотнение) и с временным разделением (OTDM, или временное уплотнение).

И та и другая технологии важны не только для повышения скорости передачи данных, но и для ускорения коммутации и маршрутизации. Уже разработаны необходимые средства для решения этих задач без использования электронных устройств. Таким образом, снимаются ограничения, накладываемые электроникой. Временное и спектральное уплотнения не являются взаимоисключающими, хотя использование первого с некоторыми видами волокон затруднено. Более того, эти подходы могут быть скомбинированы. Небольшое число OTDM-каналов может быть объединено с помощью WDM, увеличивая емкость линии.

Представим, что нам нужно установить локальную сеть с большой пропускной способностью, так сказать, с заделом на будущее. Чем соединить между собой компьютеры? Еще недавно ответ был очевиден - коаксиал или витая пара (UTP) с третьей по пятую категории. Если речь шла о магистральных коммуникациях, прокладывалось оптическое стекловолокно. С развитием технологии выбор расширился. Появилась расширенная 5-я категория UTP, экранированная витая пара (так называемая 6-я европейская категория UTP). Снизилась стоимость оптоволокна. Кроме этого, на рынке кабельных соединений для локальных сетей возникло новое явление: пластиковое, или полимерное, оптическое волокно. По-английски оно называется Plastic Optical Fiber или сокращенно POF. Аналитики считают, что POF должно заполнить существующую нишу между медными проводами и стекловолокном по соотношению цена-производительность.

Пластиковое оптоволокно уже в течение нескольких лет производится в Японии и США. Оно употребляется для освещения (в качестве световодов), а также в робототехнике, промышленности и автомобилях. Число сетевых применений POF, впрочем, пока весьма невелико. Несколько американских компаний используют POF в качестве коротких (до 100 м) магистралей передачи данных. Новая разработка - POF с изменяющимся в поперечном сечении показателем преломления (graded-index POF) - обещает увеличить пропускную способность пластического волокна до 2 гигабит в секунду на дистанциях до 100 метров.

В каких отношениях находится POF со стеклом и медью с точки зрения технических характеристик и экономической выгоды? Пластиковые световоды способны работать в самых суровых температурных режимах, мыслимых для современных сетей, - от -40њ до 85њC. Без ущерба для оптических характеристик они могут выдерживать радиус изгиба до 20 мм и не ломаются даже при радиусе изгиба в 1 мм. Такая гибкость позволяет с легкостью прокладывать POF там же, где и медные провода, пропуская световод через стены и вентиляционные короба.

Область применения для POF оказывается весьма широкой. Помимо локальных сетей в их привычном понимании, пластиковые световоды могут использоваться в качестве сетевой основы для самолетов, компьютеризированных автомобилей, военного снаряжения и обмундирования, а также везде, где недопустимо возникновение электрических наводок и полей.

Повышение производительности процессоров.

Говорить о перспективах развития вычислительной техники довольно сложно. С одной стороны, мы привыкли к сумасшедшим, не имеющим аналогов в истории человечества темпам роста ее мощностей и проникновению в самые разнообразные сферы жизни человеческого общества С другой стороны, действительно, даже как-то не верится, что подобные темпы смогут сохранить такими же высокими.

К двухтысячному году микропроцессоры достигнут тактовой частоты 900 мегагерц, а их производительность по iSPEC95 будет равна примерно 60. К 2006 году частота подскочит до 4 ГГц, а производительность - до 500 (для сравнения: производительность сегодняшнего Pentium Pro, работающего на частоте 200 МГц, составляет 5,1). Рост производительности будет достигнут двумя путями: повышением частоты и степени параллелизма в архитектуре процессора.