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  • 图灵完备

    千次阅读 2019-03-16 09:16:14
    在可计算性理论里,如果一系列操作数据的规则(如指令集、编程语言、细胞自动机)可以用来模拟单带图灵机,那么它是图灵完备的。这个词源于引入图灵机概念的数学家艾伦·图灵。 虽然图灵机会受到储存能力的物理限制...

    可计算性理论里,如果一系列操作数据的规则(如指令集编程语言细胞自动机)可以用来模拟单带图灵机,那么它是图灵完备的。这个词源于引入图灵机概念的数学家艾伦·图灵

    虽然图灵机会受到储存能力的物理限制,图灵完全性通常指“具有无限存储能力的通用物理机器或编程语言”。

    一切可计算的问题都能计算,这样的虚拟机或者编程语言就叫图灵完备的。

    一个能计算出每个图灵可计算函数(Turing-computable function)的计算系统被称为图灵完备的。一个语言是图灵完备的,意味着该语言的计算能力与一个通用图灵机(Universal Turing Machine)相当,这也是现代计算机语言所能拥有的最高能力。

    图灵完备是什么意思呢?

    在可计算理论中,当一组数据操作的规则(一组指令集,编程语言,或者元胞自动机)满足任意数据按照一定的顺序可以计算出结果,被称为图灵完备(turing complete)。一个有图灵完备指令集的设备被定义为通用计算机。如果是图灵完备的,它(计算机设备)有能力执行条件跳转(“if” 和 “goto”语句)以及改变内存数据。 如果某个东西展现出了图灵完备,它就有能力表现出可以模拟原始计算机,而即使最简单的计算机也能模拟出最复杂的计算机。所有的通用编程语言和现代计算机的指令集都是图灵完备的(C++ template就是图灵完备的),都能解决内存有限的问题。图灵完备的机器都被定义有无限内存,但是机器指令集却通常定义为只工作在特定的,有限数量的RAM上。

    艾伦·图灵

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    艾伦·麦席森·图灵OBEFRS(英语:Alan Mathison Turing,又译阿兰·图灵,Turing也常翻译成涂林或者杜林,1912年6月23日-1954年6月7日),英国计算机科学家数学家逻辑学家密码分析学家和理论生物学家,他被视为计算机科学人工智能之父。

    1931年图灵进入剑桥大学国王学院,毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士学位,二战爆发后回到剑桥,后曾协助军方破解德国的著名密码系统Enigma,对盟军取得了二战的胜利有一定的帮助。

    图灵对于人工智能的发展有诸多贡献,例如图灵曾写过一篇名为《计算机器和智能》(Computing Machinery and Intelligence)的论文,提问“机器会思考吗?”(Can Machines Think?),作为一种用于判定机器是否具有智能试验方法,即图灵测试。至今,每年都有试验的比赛。此外,图灵提出的著名的图灵机模型为现代计算机逻辑工作方式奠定了基础。

    图灵是著名的男同性恋者,并因为其性倾向而遭到当时的英国政府迫害,职业生涯尽毁。他亦患有花粉过敏症

    图灵还是一位世界级的长跑运动员。他的马拉松最好成绩是2小时46分3秒,比1948年奥林匹克运动会金牌成绩慢11分钟。1948年的一次跨国赛跑比赛中,他跑赢了同年奥运会银牌得主汤姆·理查兹(Tom Richards)。

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  • 作者:jiang1st2010 ... ScSPM的论文中提到了书的过完备(over-complete)。一开始没有太在意过完备有什么问题,今天想了想把这个概念弄明白了。  特征学习的过程中,假设学习的书D的大小为M。每个

    作者:jiang1st2010

    转载请注明原文地址:http://blog.csdn.net/jwh_bupt/article/details/9969841


     ScSPM的论文中提到了码书的过完备(over-complete)。一开始没有太在意过完备有什么问题,今天想了想把这个概念弄明白了。

           特征学习的过程中,假设学习的码书D的大小为M。每个码字的维数为N。每个原始特征Yi的维数也为N。假设原始特征投影到码书上以后的特征向量是Xi(M维的矢量),那么用D和Xi对Yi重建的过程就是:Yi=D*Xi。

             coding的过程就变成了已知Yi和D,求Xi的过程了。显然这是一个非齐次方程组求解的问题,方程组有解的条件是rank(D)≤M,其中取等号时方程组有唯一解。过完备的定义是M>>N,所以此时rank(D)≤N<<M,此时方程组有无穷多解。(你可能会问,这和最小化平方误差为目标函数不一样啊!其实求个导,就变成这个方程组了。)这就是过完备造成的问题了。怎么办呢?办法就是对Xi做约束------稀疏的约束,这样Xi就有唯一解了。这就是需要加约束的原因。而为什么是稀疏的约束,这在我前两博客(这里这里)中稍微介绍过,这里就不再废话。

           特征选择的过程,也是一样的。假设此时有n个样本,每个样本有个measurement(这个measurement可以是regression中的output,也可以是classification中的label)。每个样本的特征是p维的,n个样本的特征组成n*p的矩阵A。目标是对这p维特征做一个选择,选择的系数用x记录。此时将如下图所示:

           这与第一个图是等价的,特征选择过程中的over-complete是指p>>n,不加约束的情况下x将有无穷多组解,所以和特征学习一样,加系数的约束。xi为0表示相应的特征不被选择。(而xi<0,等价于取一个|xi|,而将相应的特征的值取负号。)

           如果measurement不是一维的咋办?比如multi-label的问题。我猜测把x的列维数也扩展成相应大小,然后根据label之间的correlation加低秩等约束吧。

     



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  • 图灵完备 状态机

    2021-04-08 15:35:36
    图灵完备的机器都被定义有无限内存,但是机器指令集却通常定义为只工作在特定的,有限数量的RAM上。 知乎问题:http://www.zhihu.com/question/20115374 简单判定图灵完备的方法就是看该语言能否模拟出图灵机 图灵不...

    状态机是有限状态自动机的简称,是现实事物运行规则抽象而成的一个数学模型。

    下面来给出状态机的四大概念。

    第一个是 State ,状态。一个状态机至少要包含两个状态。例如上面自动门的例子,有 open 和 closed 两个状态。

    第二个是 Event ,事件。事件就是执行某个操作的触发条件或者口令。对于自动门,“按下开门按钮”就是一个事件。

    第三个是 Action ,动作。事件发生以后要执行动作。例如事件是“按开门按钮”,动作是“开门”。编程的时候,一个 Action 一般就对应一个函数。

    第四个是 Transition ,变换。也就是从一个状态变化为另一个状态。例如“开门过程”就是一个变换。

     

    一切可计算的问题都能计算,这样的虚拟机或者编程语言就叫图灵完备的。

    图灵完备是什么意思呢?

    在可计算理论中,当一组数据操作的规则(一组指令集,编程语言,或者元胞自动机)满足任意数据按照一定的顺序可以计算出结果,被称为图灵完备(turing complete)。一个有图灵完备指令集的设备被定义为通用计算机。如果是图灵完备的,它(计算机设备)有能力执行条件跳转(“if” 和 “goto”语句)以及改变内存数据。 如果某个东西展现出了图灵完备,它就有能力表现出可以模拟原始计算机,而即使最简单的计算机也能模拟出最复杂的计算机。所有的通用编程语言和现代计算机的指令集都是图灵完备的(C++ template就是图灵完备的),都能解决内存有限的问题。图灵完备的机器都被定义有无限内存,但是机器指令集却通常定义为只工作在特定的,有限数量的RAM上。

    知乎问题:http://www.zhihu.com/question/20115374

    简单判定图灵完备的方法就是看该语言能否模拟出图灵机

     

    图灵不完备的语言常见原因有循环或递归受限(无法写不终止的程序,如 while(true){}; ), 无法实现类似数组或列表这样的数据结构(不能模拟纸带). 这会使能写的程序有限
     

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  • 服务器定义

    千次阅读 2013-01-06 21:37:00
    服务器定义    从广义上讲,服务器是指网络中能对其它机器提供某些服务的计算机系统(如果一个PC对外提供ftp服务,也可以叫服务器)。    从狭义上讲,服务器是专指某些高性能计算机,能通过网络,对外提供...

    服务器定义
      
            从广义上讲,服务器是指网络中能对其它机器提供某些服务的计算机系统(如果一个PC对外提供ftp服务,也可以叫服务器)。

     

           从狭义上讲,服务器是专指某些高性能计算机,能通过网络,对外提供服务。相对于普通PC来说,稳定性、安全性、性能等方面都要求更高,因此在CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通PC有所不同。

    服务器解析
            服务器作为网络的节点,存储、处理网络上80%的数据、信息,因此也被称为网络的灵魂。做一个形象的比喻:服务器就像是邮局的交换机,而微机、笔记本、PDA、手机等固定或移动的网络终端,就如散落在家庭、各种办公场所、公共场所等处的电话机。我们与外界日常的生活、工作中的电话交流、沟通,必须经过交换机,才能到达目标电话;同样如此,网络终端设备如家庭、企业中的微机上网,获取资讯,与外界沟通、娱乐等,也必须经过服务器,因此也可以说是服务器在“组织”和“领导”这些设备。

             它是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机,它在网络操作系统的控制下,将与其相连的硬盘、磁带、打印机、Modem及各种专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享,也能为网络用户提供集中计算、信息发表及数据管理等服务。它的高性能主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。

              服务器的构成与微机基本相似,有处理器、硬盘、内存、系统总线等,它们是针对具体的网络应用特别制定的,因而服务器与微机在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在差异很大。尤其是随着信息技术的进步,网络的作用越来越明显,对自己信息系统的数据处理能力、安全性等的要求也越来越高,如果您在进行电子商务的过程中被黑客窃走密码、损失关键商业数据;如果您在自动取款机上不能正常的存取,您应该考虑在这些设备系统的幕后指挥者————服务器,而不是埋怨工作人员的素质和其他客观条件的限制。

    服务器分类
          目前,按照体系架构来区分,服务器主要分为两类:

          非x86服务器:包括大型机、小型机和UNIX服务器,它们是使用RISC(精简指令集)或EPIC处理器,并且主要采用UNIX和其它专用操作系统的服务器,精简指令集处理器主要有IBM公司的POWER和PowerPC处理器,SUN与富士通公司合作研发的SPARC处理器、EPIC处理器主要是HP与Intel合作研发的安腾处理器等。这种服务器价格昂贵,体系封闭,但是稳定性好,性能强,主要用在金融、电信等大型企业的核心系统中。

          x86服务器:又称CISC(复杂指令集)架构服务器,即通常所讲的PC服务器,它是基于PC机体系结构,使用Intel或其它兼容x86指令集的处理器芯片和Windows操作系统的服务器,如IBM的System x系列服务器、HP的Proliant 系列服务器等。 价格便宜、兼容性好、稳定性差、不安全,主要用在中小企业和非关键业务中。

           从当前的网络发展状况看,以“小、巧、稳”为特点的x86架构的PC服务器得到了更为广泛的应用。

        从理论定义来看,服务器是网络环境中的高性能计算机,它侦听网络上其它计算机(客户机)提交的服务请求,并提供相应的服务。为此,服务器必须具有承担服务并且保障服务质量的能力。

      但是这样来解释仍然显得较为深奥模糊,其实服务器与个人电脑的功能相类似,均是帮助人类处理信息的工具,只是二者的定位不同,个人电脑(简称为Personal Computer,PC)是为满足个人的多功能需要而设计的,而服务器是为满足众多用户同时在其上处理数据而设计的。而多人如何同时使用同一台服务器呢?这只能通过网络互联,来帮助达到这一共同使用的目的。

      我们再来看服务器的功能,服务器可以用来搭建网页服务(我们平常上网所看到的网页页面的数据就是存储在服务器上供人访问的)、邮件服务(我们发的所有电子邮件都需要经过服务器的处理、发送与接收)、文件共享&打印共享服务、数据库服务等。而这所有的应用都有一个共同的特点,他们面向的都不是一个人,而是众多的人,同时处理的是众多的数据。所以服务器与网络是密不可分的。可以说离开了网络,就没有服务器;服务器是为提供服务而生,只有在网络环境下它才有存在的价值。而个人电脑完全可以在单机的情况下完成主人的数据处理任务。

    服务器硬件
      其实说起来服务器系统的硬件构成与我们平常所接触的电脑有众多的相似之处,主要的硬件构成仍然包含如下几个主要部分:中央处理器、内存、芯片组、I/O总线、I/O设备、电源、机箱和相关软件。这也成了我们选购一台服务器时所主要关注的指标。

      整个服务器系统就像一个人,处理器就是服务器的大脑,而各种总线就像是分布与全身肌肉中的神经,芯片组就像是脊髓,而I/O设备就像是通过神经系统支配的人的手、眼睛、耳朵和嘴;而电源系统就像是血液循环系统,它将能量输送到身体的所有地方。

      对于一台服务器来讲,服务器的性能设计目标是如何平衡各部分的性能,使整个系统的性能达到最优。如果一台服务器有每秒处理1000个服务请求的能力,但网卡只能接受200个请求,而硬盘只能负担150个,而各种总线的负载能力仅能承担100个请求的话,那这台服务器得处理能力只能是100个请求/秒,有超过80%的处理器计算能力浪费了。

           所以设计一个好服务器的最终目的就是通过平衡各方面的性能,使得各部分配合得当,并能够充分发挥能力。我们可以从这几个方面来衡量服务器是否达到了其设计目的;R:Reliability——可靠性;A:Availability——可用性;S:Scalability——可扩展性;U:Usability——易用性; M:Manageability——可管理性,即服务器的RASUM衡量标准。

      由于服务器在网络中提供服务,那么这个服务的质量对承担多种应用的网络计算环境是非常重要的,承担这个服务的计算机硬件必须有能力保障服务质量。这个服务首先要有一定的容量,能响应单位时间内合理数量的服务器请求,同时这个服务对单个服务请求的响应时间要尽量快,还有这个服务要在要求的时间范围内一直存在。

           如果一个WEB服务器只能在1分钟里处理1个主页请求,1个以外的其他请求必须排队等待,而这一个请求必须要3分钟才能处理完,同时这个WEB服务器在1个小时以前可以访问到,但一个小时以后却连接不上了,这种WEB服务器在现在的Internet计算环境里是无法想象的。

            现在的WEB服务器必须能够同时处理上千个访问,同时每个访问的响应时间要短,而且这个WEB服务器不能停机,否则这个WEB服务器就会造成访问用户的流失。

      为达到上面的要求,作为服务器硬件必须具备如下的特点:性能,使服务器能够在单位时间内处理相当数量的服务器请求并保证每个服务的响应时间;可靠性,使得服务器能够不停机;可扩展性,使服务器能够随着用户数量的增加不断提升性能。因此我们说不能把一台普通的PC作为服务器来使用,因为,PC远远达不到上面的要求。这样我们在服务器的概念上又加上一点就是服务器必须具有承担服务并保障服务质量的能力。这也是区别低价服务器和PC的差异的主要方面。

           在信息系统中,服务器主要应用于数据库和Web服务,而PC主要应用于桌面计算和网络终端,设计根本出发点的差异决定了服务器应该具备比PC更可靠的持续运行能力、更强大的存储能力和网络通信能力、更快捷的故障恢复功能和更广阔的扩展空间,同时,对数据相当敏感的应用还要求服务器提供数据备份功能。而PC机在设计上则更加重视人机接口的易用性、图像和3D处理能力及其他多媒体性能。        

    服务器内存
          制约服务器性能的硬件条件中,内存可以说是重中之重!其性能和品质也是考核服务器产品的一个重要方面。可是对于服务器内存,相信由于大多数人接触不多,还是缺乏了解。本文主要给读者朋友回答两个方面的问题:何谓服务器内存?它与台式机的内存存在着什么本质的差别?

    服务器内存重要性阐述
      服务器运行着企业关键业务,一次内存错误导致的宕机将使数据永久丢失。本身内存作为一种电子器件,很容易出现各种错误。
      因此,面临着企业事实的压力和本身的不足,各个厂商都早已积极推出自己独特的服务器内存技术,像HP的“在线备份内存”和热插拔镜像内存;IBM的ChipKill内存技术和热更换和热增加内存技术。而随着企业信息系统的扩展所需,内存的密度和容量也将会得到相应的发展。

    服务器内存性能探讨
      *服务器内存也是内存,它与我们平常在电脑城所见的普通内存在外观和结构上没有什么实质性的区别,它主要是在内存上引入了一些新的技术,仅从外观上是不得出什么结论的。这样或许你就担心了,如果别人拿普通PC机的内存条当服务器内存条卖给你,咋办?这一般来说可以放心,其可能性几乎为零。因为普通PC机上的内存在服务器上一般是不可用的,这也说明服务器内存不能随便为了贪便宜而用普通PC机的内存来替代就可了事。

      *如今常用的服务器内存主要有SDRAM和DDR二类,还有另一种RAMBUS内存,是一种高性能、芯片对芯片接口技术的新一代存储产品。 现在刚兴起的DDR2,也逐渐延伸到服务器内存。现代Hynix在去年六月份已经开始量产供服务器和工作站使用的DDR2内存了。

      *而从技术层面来说,之所以与普通内存有着区别,都是因为ECC。这是 ErrorChecking and Correcting的简写。它广泛应用于各种领域的计算机指令中。ECC和奇偶校验(Parity)类似。然而,在那些Parity只能检测到错误的地方,ECC实际上可以纠正绝大多数错误。经过内存的纠错,计算机的操作指令才可以继续执行。这在无形中也就保证了服务器系统的稳定可靠。但ECC技术只能纠正单比特的内存错误, 当有多比特错误发生的时候,ECC内存会生成一个不可隐藏(non-maskable interrupt)的中断 (NMI),系统将会自动中止运行。

    产品了解
      对于一般内存而言,用户很注重他们参数,如带宽、内存总线速度、等待周期、CAS的延迟时间等参数。但对于服务器而言,我们考虑往往是内存的制作工艺,服务器内存一般都采用8层PCB板,完美的电源层和布线层完全体现着稳定性的差距;以及内存的封装技术,它不仅能够给内存带来体积的理想性、容量的扩展性,更重要的是解决了散热、可靠性和密度的问题。在这些方面做得比较好的厂商产品,比如:

      Kingston服务器内存。金士顿kingston作为目前全球最大、最专业的内存制造厂商,凭借长期积累下的经验,使得在高端服务器内存制造中同样出色,有着其它内存制造厂商所无法比拟的生产技术优势。它以极高的品质和严密的测试为您的服务器提供高效而稳定的产品,为保证每块服务器内存的产品质量,Kingston公司对所有的内存产品实行全面的品质控制流程,对每一块服务器内存产品上的每个芯片的每个存储单元都进行了严格的测试,从而使得Kingston服务器内存的可靠性接近于100%。下图是Kingston的一款主流产品512MB(PC-133/SDRAM/E)Samsung单条1GB PC2100 ECC DDR。这款条子主要面对的是入门级别服务器市场,它采用Samsung自己生产的内存芯片,型号为K4H510638E-TCB0。该芯片容量高达64M,4 Bank架构设计,SSTL2接口界面,66针TSOP2封装形式,默认工作电压2.5V,默认工作频率当CL=2时为DDR200、当CL=2.5以上时为DDR266。 芯片的物理结构与我们平时使用的DDR内存芯片有所不同,由两层芯片组成。

    服务器CPU
         服务器CPU,顾名思义,就是在服务器上使用的CPU(Center Process Unit中央处理器)。接触过局域网络的读者一定,服务器是网络中的重要设备,要接受成千上万用户的访问,因此对服务器具有大数据量的快速吞吐、超强的稳定性、长时间运行等严格要求。所以才将CPU比喻成计算机的“大脑”,同时CPU也是是衡量服务器性能的首要指标。本文通过对两家CPU厂商的的产品简要分析,旨在给读者朋友们一个认识,能与普通CPU作区别就行!

      我们先来看看服务器CPU的一些特性。目前,服务器的CPU仍按CPU的指令系统来区分,通常分为CISC型CPU和RISC型CPU两类,后来又出现了一种64位的VLIM(Very Long Instruction Word超长指令集架构)指令系统的CPU。

    CISC型CPU
      CISC是英文“Complex Instruction Set Computer”的缩写,中文意思是“复杂指令集”,它是指英特尔生产的x86(intel CPU的一种命名规范)系列CPU及其兼容CPU(其他厂商如AMD,VIA等生产的CPU),它基于PC机(个人电脑)体系结构。这种CPU一般都是32位的结构,所以我们也把它成为IA-32 CPU。(IA: Intel Architecture,Intel架构)。CISC型CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。

    RISC型CPU
      RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC(Complex Instruction Set Computer)指令系统基础上发展起来的,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,架构在同等频率下,采用RISC架构的CPU比CISC架构的CPU性能高很多,这是由CPU的技术特征决定的。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。

      接着我们来认识一下市场上常见的两大CPU厂商的服务器产品:
      Intel公司的产品。Pentium 4和Celeron是面向个人电脑的,“Xeon(至强)”、“Xeon MP”和“Itanium(安腾)”是面向工作站和服务器的。此外,虽然每个品种的最高工作频率、所支持的FSB以及高速缓存容量等都有一些微小的区别,但内部设计基本相同,确保了软件的兼容性。Pentium 4(或者Celeron)和Xeon的最大区别是对一台机器中安装多个CPU的“多处理器系统”的支持。Pentium 4在整个系统中只能安装一个物理CPU,而Xeon可以集成2个,XeonMP甚至可以集成4个以上。这里要特别提提安腾处理器:

           这类处理器应该说是大多数人不是很了解的处理器之一。因为它是专为要求苛刻的企业和技术应用而设计,是瞄准高端企业市场的,并且相对Intel其他系列的处理器来说,其价格昂贵,即使最便宜的型号价值仍然超过1000美元!安腾处理器是构建在IA-64(Intel Architecture 64)上,64位只是安腾处理器的一个技术特征。最新的安腾2处理器具有6.4GB/秒的系统总线带宽、6MB的集成三级高速缓存和1.5GHz的主频。

      AMD的产品。AMD 从2001年开始在服务器领域跃跃欲试,并于6月推出了支持双处理器的Althlon MP及配套的AMD-760 MP芯片组,支持DDR ECC SDRAM和AGP 4X。该芯片组包括AMD-762系统控制器(北桥)和AMD-766周边总线控制器(南桥),稍显不足的是AMD-762只在33MHz上支持64位PCI。AMD Athlon MP 处理器可与稳定可靠的 AMD Socket A 结构兼容,并可支持 DDR 内存。这款处理器采用 AMD 的 0.13 微米铜导线工艺技术制造,由 AMD 设于德国德累斯顿的 Fab 30 芯片厂负责生产。

      AMD Athlon MP处理器是AMD Athlon系列处理器的最新型号,可确保多处理器系统能发挥前所未有的高效能。这款处理器是全球首款有如此能力的第七代x86处理器,可支持高效能多处理器平台的服务器及工作站。M 同时MP型的处理器是配置单处理器(1-way)和双处理器(2-way)服务器及工作站平台所必要的组件,尤其适用于商用及企业系统。这款处理器的设计独特,最适合执行多线程序以及负责重要任务的应用软件。

    机架式服务器
      机架式服务器的外形看来不像计算机,而像交换机,有1U(1U=1.75英寸=4.45CM)、2U、4U等规格。机架式服务器安装在标准的19英寸机柜里面。这种结构的多为功能型服务器。

      对于信息服务企业(如ISP/ICP/ISV/IDC)而言,选择服务器时首先要考虑服务器的体积、功耗、发热量等物理参数,因为信息服务企业通常使用大型专用机房统一部署和管理大量的服务器资源,机房通常设有严密的保安措施、良好的冷却系统、多重备份的供电系统,其机房的造价相当昂贵。如何在有限的空间内部署更多的服务器直接关系到企业的服务成本,通常选用机械尺寸符合19英寸工业标准的机架式服务器。机架式服务器也有多种规格,例如1U(4.45cm高)、2U、4U、6U、8U等。通常1U的机架式服务器最节省空间,但性能和可扩展性较差,适合一些业务相对固定的使用领域。4U以上的产品性能较高,可扩展性好,一般支持4个以上的高性能处理器和大量的标准热插拔部件。管理也十分方便,厂商通常提供人相应的管理和监控工具,适合大访问量的关键应用,但体积较大,空间利用率不高。

    机柜式服务器
      在一些高档企业服务器中由于内部结构复杂,内部设备较多,有的还具有许多不同的设备单元或几个服务器都放在一个机柜中,这种服务器就是机柜式服务器。

      对于证券、银行、邮电等重要企业,则应采用具有完备的故障自修复能力的系统,关键部件应采用冗余措施,对于关键业务使用的服务器也可以采用双机热备份高可用系统或者是高性能计算机,这样的系统可用性就可以得到很好的保证。

    服务器选购
          服务器在普通电脑用户眼里,总是显得神秘莫测。随着网络环境的普及,服务器得到越来越多的应用,普通用户接触服务器的机会也越来越多,本文就是为了揭开服务器神秘的面纱而作。

      服务器的概念
      服务器英文名称为“Server”,指的是网络环境下为客户机(Client)提供某种服务的专用计算机,服务器安装有网络操作系统(如Windows 2000 Server、Linux、Unix等)和各种服务器应用系统软件(如Web服务、电子邮件服务)的计算机。这里的“客户机”指安装有DOS、Windows 9x等普通用户使用的操作系统的计算机。

      服务器的处理速度和系统可靠性都要比普通PC要高得多,因为服务器是在网络中一般是连续不断工作的。普通PC死机了大不了重启,数据的丢失损失也仅限于单台电脑。

      服务器则完全不同,许多重要的数据都保存在服务器上,许多网络服务都在服务器上运行,一旦服务器发生故障,将会丢失大量的数据,造成的损失是难以估计的,而且服务器提供的功能如代理上网、安全验证、电子邮件服务等都将失效,从而造成网络的瘫痪,对服务器可靠性的要求可见一斑。

      服务器的种类
      按照不同的分类标准,服务器分为许多种。
      1、按网络规模划分
      按网络规模划分,服务器分为工作组级服务器、部门级服务器、企业级服务器。
      工作组级服务器用于联网计算机在几十台左右或者对处理速度和系统可靠性要求不高的小型网络,其硬件配置相对比较低,可靠性不是很高。
      部门级服务器用于联网计算机在百台左右、对处理速度和系统可靠性中等的中型网络,其硬件配置相对较高,其可靠性居于中等水平。
      企业级服务器用于联网计算机在数百台以上、对处理速度和数据安全要求最高的大型网络,硬件配置最高,系统可靠性要求最高。
      需要注意的是,这三种服务器之间的界限并不是绝对的,而是比较模糊的,比如工作组级服务器和部门级服务器的区别就不是太明显,有的干脆统称为“工作组/部门级”服务器。
      2、按架构划分
      按照服务器的结构,可以分为CISC架构的服务器和RISC架构的服务器。
      CISC架构主要指的是采用英特尔架构技术的服务器,即我们常说的“PC服务器”;RISC架构的服务器指采用非英特尔架构技术的服务器,如采用Power PC、Alpha、PA-RISC、Sparc等RISC CPU的服务器。
      RISC架构服务器的性能和价格比CISC架构的服务器高得多。近几年来,随着PC技术的迅速发展,IA架构服务器与RISC架构的服务器之间的技术差距已经大大缩小,用户基本上倾向于选择IA架构服务器,但是RISC架构服务器在大型、关键的应用领域中仍然居于非常重要的地位。
      3、按用途划分
      按照使用的用途,服务器又可以分为通用型服务器和专用型(或称“功能型”)服务器,如实达的沧海系列功能服务器。
      通用型服务器是没有为某种特殊服务专门设计的可以提供各种服务功能的服务器,当前大多数服务器是通用型服务器。
      专用型(或称“功能型”)服务器是专门为某一种或某几种功能专门设计的服务器,在某些方面具有与通用型服务器有所不同。如光盘镜像服务器是用来存放光盘镜像的,那么需要配备大容量、高速的硬盘以及光盘镜像软件。
      4、按外观划分
      按照服务器的外观,可以分为台式服务器和机架式服务器。
      台式服务器有的采用大小与立式PC台式机大致相当的机箱,有的采用大容量的机箱,像一个硕大的柜子一样,图1、图
      机架式服务器的外形看起来不像计算机,而是像交换机,有1U(1U=1.75英寸)、2U、4U等规格,图4为1U机架式服务器。机架式服务器安装在标准的19英寸机柜里面。
      说了这么多,那么究竟应该买一台什么样的服务器呢?对这个问题不能一概而论,而是应该因地制宜。
      如果您的网络是由几十台电脑构成的小型网络,用户不会在短时间内大量访问服务器,选购1~2万元或2~3万元的PC服务器就可以胜任了。如果您的网络由几百台甚至上千台电脑构成,用户需要经常访问服务器,就需要购买价格在3~5万元甚至6~8万元左右的部门级甚至更昂贵的企业级服务器。

    服务器发展趋势预测
      多核:让用户笑,让厂商哭

        随着硬件技术的不断进步,多核处理器让“摩尔定律”继续前进着。

        最近1年,英特尔、AMD两家芯片巨头之间的市场争夺日趋白热化,这也让处理器性能的提升以前所未有的速度进行着。两家巨头都在以更低的价位来实现更高的性能,甚至更加致力于软件应用,以求充分发挥其双核、四核处理器的最大性能。这样做的后果不仅是扩大了其自身的市场占有率,对于客户而言,实惠的拥有了高性能服务器的同时,却极大的降低了服务器采购数量。为了争夺更高的利润空间,服务器厂商急需开辟一片新域。

    硬件平台为家用服务器整装待发

        好在芯片巨头在提供高性能的多核处理器的同时,也在稳步的降低处理器功耗,以最新的英特尔Penryn微架构处理器为例:45nm工艺的采用相对上一代65nm的酷睿微架构在整体性能提升40%的同时,还更好的控制了处理器功耗。

        最新的高清晰度电影在网络上已经变得十分常见,而一部“大片”动辄几十GB的存储容量也让用户的台式机、笔记本力不从心。希捷最新推出的750GB SATA硬盘也许能满足这类需求。

        现代的都市人对于繁杂的网线已经开始厌烦的时候,802.11n无线传输协议为我们带来了300Mbps的最高理论传输速度,同时,英特尔也宣布在5月马上推出的Santa Rosa移动计算平台上即将采用这项技术。

        上面的以及一些不为我们所知的新技术,正在为家用服务器奠定基础。

    微软Home Server操作系统也做好准备

        不仅仅是硬件的整体技术水平已经达到了将服务器家庭化的地步,操作系统层面微软也即将推出Windows Home Server 操作系统。

        相比传统的Windows 2000 Server、Windows 2003 Server,针对家庭应用推出的Home Server操作系统对于数据恢复、媒体连接、远程管理甚至是家庭管理都做了针对性的调整,整体设置将更为简单、直观。

    家庭服务器能为我们带来什么

        我们都知道服务器对于企业能够作哪些工作,而对于家庭服务器来说,笔者认为以下功能都是可以深入发掘并实现的

        一、家庭数据存储

        对于一个商业人士来说,数据的安全性无疑是至关重要的。举个例子:家庭中的男女主人尽管都拥有笔记本电脑,可是一些重要数据依然无法保证绝对安全,而这些数据的机密性质又决定了不能将其随意复制到很多拷贝,也许一台带有RAID 1,甚至是RAID 5的家庭服务器就能够帮他们解决这样的问题。

        数码相机的普及使我们的数字映像文件越来越多,单薄的台式机硬盘也无法满足日益增长的容量需求,而全部刻入DVD又需要更多的时间,此时服务器的存储功能便会让你感到轻松一些。

        BT、电驴下载让你迫不得已的日以继夜的开机,为此甚至会让散热不良的PC直接宕机。而服务器生来便是7×24小时工作的“劳动模范”,在连续工作的考验下,显然会更有优势。

        搭载了无线网卡的服务器也将设备之间的互联变得更为轻松。

        二、影音播放

        娱乐对于家庭而言是必不可少的组成部分,家庭服务器不仅可以安装最新的光盘驱动器(例如:蓝光、HDDVD)来播放高清晰度电影,网络上下载的任何视频、音频文件都可以成为良好的片源、音源。而服务器本身的处理性能,还能完成不同于传统家电的功能,例如语音朗读等等。

        自从GeForce 4系列以来NVIDIA就可以实现视频/VGA/DVI的多种显示功能,甚至让指定的设备以全屏方式显示视频,这对于家庭服务器的影音播放功能尤为重要。

        三、安全保障

        即使最简单的摄像头都可以作为家庭安全监控的设备,通过互联网,我们可以在任何地方看到家庭内部的实时图像,甚至可以通过设置,使服务器直接以某种方式报警。

        四、实现真正的数字家庭

        数字家庭概念已经提出了很长时间,其功能大多在于让空调提前开机、让微波炉提前热饭、让热水器提前烧水等等,可是即使是这样简单的功能也很少见到实用的例子,原因就是因为“数字家电”之间的沟通还停留在厂商层面。

        通过通用的无线网络协议,加上各种传感器,我们只需要设定好策略,便可以让“数字家庭”真正运转起来。

        我们甚至可以通过扫描条形码,来录入刚刚从超市采购回来的食物,由冰箱根据食物自动设置温度,服务器则自动提示食物的有效日期等等功能。

        如果将电表、水表、煤气表都安装好无线传感器,我们将能够得到自动抄表功能,服务器将在每个月的固定时间读取相应消耗,并自动发送给电力公司、自来水公司等等,并生成数据表单,让你以最快的速度了解家里水电等能源的最新的使用情况。

    总结

        从上面我们可以看出,随着软硬件技术的不断更新,实现真正的数字家庭,其关键核心并非“数字化”的家电产品,而是“家电化”的服务器产品,笔者也想借此文呼吁更多的国内厂商来关注家庭服务器产品,这不仅仅是一个需要耐心的挑战,更是一个机会。

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