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1典型单机深度拆解实验
每批次中随机选取10台尽量同时具备电源、硬盘、光驱3个部件的台式微型计算机主机,由各企业另外选定2~4名固定拆解人员单独拆解并称重,填写统计数据,包括台式机品牌、CPU型号、拆解产物完整性等信息数据,并将所产生的部分拆解产物(电源、硬盘、光驱)进行进一步拆解,要求拆除所有电路板,并尽量拆分金属与非金属部分,分别收集、称重所产生的塑料、电路板、金属、导线等物料,将该部件(电源、硬盘或光驱)拆解之后的所有物料用塑料袋密封并标识,放回到原来批次的拆解产物料箱,等待技术人员最终称重。
2数据分析
2014年7月21—28日为拆解工作周。北京市固管中心和中国家用电器研究院项目组成员全程跟踪、指导,配合拆解工作。通过3家处理企业7天的拆解工作,共拆解台式微型计算机主机10013台,得到100批次批量拆解数据和1000台典型产品深度拆解数据,项目组通过对100个批次的数据进行统计整理,分析台式微型计算机主机的部件组成情况、平均重量分布,并提出不同关键拆解产物的计算公式及相关物料系数建议。
2.1台式微型计算机主机部件组成情况根据100个批次的拆解产物统计整理,项目组将台式微型计算机主机的部件组成进行分析。根据表1可以看出各处理企业拆解的微型计算机主机的部件组成情况。其中,B公司准备的主机部件组成情况最差,各种产品均小于其他公司平均水平。另外,相对于不同的部件,主板的数量最多,平均每批次主机含有98.9块主板;其次为电源,除了B公司之外,其他公司每批次均超过96块电源。
2.2台式微型计算机主机平均质量项目组将100批次式微型计算机主机单台平均质量进行汇总统计,见表2。根据表2可以看出,C公司的平均质量最高,达到9.06kg,但仅有20个批次,而B公司的30个批次主机平均质量最低,仅为7.34kg。A公司的50个批次产品平均质量跨度较大,为5.2kg,其中最低为6.02kg,最高为11.22kg;而C公司的20个批次产品平均质量跨度较小,为3.86kg,最低7.60kg,最高11.46kg。本次实验中的100个批次,平均质量分布极为分散。这种分散是由不同回收渠道的台式微型计算机主机的部件组成不同造成的。A公司提供的主机有很大部分为企事业单位交投,完整性相对较好,平均质量也较高;而在第37~50批中,为社会源回收的主机,完整性较差。对于B公司,只有20%左右产品来自企事业单位报废固定资产交投,而且由于原因绝大部分被拆除了硬盘,而来自社会源的产品缺件现象严重(图1),因此,B公司的台式微型计算机主机平均质量远低于其他两家公司。C公司提供的产品全部来自社会源回收商,但该公司对回收商提出明确要求,对缺件的主机配齐光驱、硬盘、软驱、电源等组件,因此平均质量高于其他两家公司。
2.3台式微型计算机主机电路板系数计算方法研究由于电路板系数的算法尚未统一,项目组通过对台式微型计算机主机的结构分析,对电路板系数的计算方法进行了研究(见图2)。在台式微型计算机主板、扩展卡(如显卡)上含有一块或多块散热片,其中一般只有CPU外散热片可以轻易拆除,该散热片也是主板中体积质量最大的一块散热片,平均质量占整块主板的30%左右,材质多为铝质,少部分CPU散热片含铜管或纯铜构造,则质量更重。电路板系数是否包含散热片差别较大。另外,光驱、电源、硬盘等部件中均含有电路板,是否计入对电路板系数影响也比较大。由于电源中线路板含有电容、变压器等大型组件,质量将近电源总质量的一半,且覆铜板品质较低,所以在计算台式微型计算机包含部件中电路板的电路板系数时,将是否含有电源电路板分别计算(见图3)。通过上述分析,项目组将是否包含CPU散热片、是否包括光驱、硬盘、电源中的电路板等不同情况分别进行计算,提出4种电路板系数计算方法(具体计算公式见Q1,Q2,Q3,Q4)。由于在处理企业实际生产实践中,拆解产物中的光驱、硬盘、软驱、电源、散热片、风扇等部件均在未进行进一步处理的情况下,被直接转卖给下游处理企业进行资源化利用,所以建议采用不包含部件中电路板及CPU散热片的电路板计算方法Q1作为台式微型计算机电路板系数计算公式。
2.4台式微型计算机主机电路板系数测算根据北京市3家处理企业共100批次总计10013台台式微型计算机拆解数据统计结果可以得到,台式微型计算机电路板的电路板系数(Q1)为7.8%。为了对比其他地区物料系数情况的复杂性,适应多种电路板系数计算方法,本项目对其他计算方法下的电路板系数(Q2,Q3,Q4)也同时进行了测算。根据1000台典型产品对该3部件的精细拆解数据(其中在电源的电路板计算当中,由于部分变压器固定于电路板上,无法分离,故将所有变压器计入电路板中),可以得到3家公司原料中光驱、电源、硬盘的电路板平均比例(见表3)。将该光驱、电源、硬盘中电路板比例与各批次3种部件总重量相乘,可以得到该批次部件电路板质量。从而,可以算出电路板系数Q2,Q3,Q4分别为10.0%,10.9%和18.1%。
3结论
乙方:
经甲方和乙方友好协商,就乙方与甲方合作以oem方式生产“____”牌微型计算机这一项目,现达成协议如下:
一、乙方授权委托甲方生产“____”牌微型计算机,甲方应负责“____”牌微型计算机生产、销售的合法性,即“____”牌微型计算机可使用甲方代为申办的生产许可证号。
二、乙方授权“____”牌微型计算机商标予甲方进行生产,详细条款参见附件《商标授权委托书》。
三、在本协议有效期内乙方只允许委托甲方生产“____”牌商标微型计算机,甲方对“____”牌商标微型计算机只具有生产制造权,无经营销售权。
四、甲方根据乙方每次订单提出的具体规格说明书进行生产,甲方有责任严格按照有关标准进行质量控制。
五、技术参数标准、质量管理体系以甲方和乙方商议和质量文件为标准,甲方对质量负责,整机保修三年,其中第一年内保换,第二、三年免费维修,只收取配件成本费。
六、保修期限由乙方提货当日开始计算。
七、甲方不负责对最终用户(即乙方的客户)提供售后服务;甲方仅向乙方提供非人为因素损坏的配件的保换、保修服务。
八、由于自然灾害、雷电、事故等不可抗拒的,以及由于供电线路、犯罪等因素对系统造成的损害或软硬故障,甲方有义务提供咨询服务,但不属甲方的免费保修范围。
九、运输及费用:
1. 1. 交(提)货地点在 ,由甲方代乙方进行货物运输。
2. 2. 运输方式根据具体的每次订货合同要求进行。
3. 3. 运输费用负担由双方根据具体订货合同制定。
十、结算方式及期限:
1. 1. 当双方签订本协议后,双方将以此协议作为基础,每次订货都由乙方向甲方下订单,由甲方负责人确认后才视为合格的订货合同,不合格的订货合同不受本协议条款约束。 2. 2. 乙方向甲方订货的同时,首先向甲方提交该次合同总额的30%以上预付款。
3. 3. 每次订单的余款在乙方提货验收完成之日,立即向甲方一次性付清。
4. 4. 甲方对乙方所订货物的交货期限,从乙方向甲方交付预付款到帐之日起计算,十五个工作日内完成。
十一、验货的标准及方法:
1. 1. 乙方对货物的验收方法依据甲方和乙方商议认可的质量文件为依据。
2. 2. 乙方对货物的验收期限为收到货物之日起算三天内完成。
3. 3. 乙方认为货物有不良现象时,可向甲方提出异议。
4. 4. 提出异议期限为验收货物即日起算一周内书面向甲方提出,甲方在一周内给予处理答复,超过期限视为保修处理。
十二、违约及解决纠纷的方式:
1. 1. 当发生纠纷,双方应本着互让互谅的原则协商解决。
2. 2. 未尽事宜双方协商后增加补充协议,补充协议经双方认可后与本协议具有同等法律效力。
3. 3. 实在协商解决不了则向甲方所在地法院提出诉讼。
十三、本协议有效期为一年。
十四、本协议一式三份,乙方一份,甲方二份。
甲 方: 甲 方:
法定代表人: 法定代表人:
委托人: 委托人:
地 址: 地 址:
电 话: 电 话:
传 真: 传 真:
邮 编: 邮 编:
开户银行: 开户银行:
帐 号: 帐 号:
关键词:微型计算机;接口;输入输出
中图分类号:TP301-4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 10-0119-01
在微机系统中,为了实现人机交互,人们使用了大量的输入/输出设备(I/O),如鼠标、键盘、投影仪、显示器、音箱等等。
一、I/O接口基本概念
外部设备大部分是电脑机械类设备,具有独立的时序和操作方式。微机与它们进行信息交换时,会遇到数据格式不同、工作方式不同、速度不匹配等方面的问题。因此,在主机与外设之间就出现了一个叫做接口的特殊部件,如图所示。I/O接口处于主机与外设之间,它有一个与主机的界面和一个与外设的界面。
二、I/O接口的要求
匹配主机与I/O设备的传输速度差异。一般主机在传输信息时的速度远远高于O/I的传输信息速度,这便有了一个数据缓冲区。就是把原来要传送的数据暂存在数据缓冲区内,在需要时可立即传送。
实现数据格式的转换。I/O传输的信息可是以数字量的,也可以是模拟量。数字量信号,I/O接口能把串行传输转换为并行传输。而计算机不能直接处理模拟量信号,所以要把模拟量信号转换为数字量信号,主机才能正常处理。
交换主机与I/O设备的状态信息。在进行I/O操作时,I/O接口随时采集设备的工作状态,给主机提供查询。这些状态分为设备准备就绪、中断请求、故障、停止工作等。
实现主机与I/O设备之间的数据传送。I/O接口能识别主机送过来的命令,并且将送来的命令传送给设备。如读/写数据命令。I/O接口还有可编程控制、读/写控制、输入/输出控制、中断管理和对错误检测的能力等。这些并不是所有的I/O接口必须具备的功能,应该控制的不同来设计I/O的种类。
三、I/O的寻址方式
微机对I/O设备提供独立的编址方式,在80X86指令系统中设有专门的I/O指令。这些指令包括OUT指令和IN指令。IN和OUT指令通过寄存器的AL\AX或EAX作为传输数据的寄存器,用DX寄存器作为I/O地址,两个字节为一个I/O地址。如图2为PC系统板I/O口地址及扩展插I/O独立编址。在80X86中,一般采取I/O独立编址技术。外部设备在微机系统中的端口地址就是独立编址的I/O设备地址。独立编址I/O端口是用一个8位端口地址在系统板上来访问I/O设备的,并且是需要专门配置I/O指令。如IN,OUT指令等等。
存储器映像I/O方式。是将一个I/O端口看成一个存储单元,访问存储器的指令时要均可访问I/O端口。这样存储器映像I/O设备地址就成为了整个大存储空间的一部分。不需专门配置I/O指令,如IN,OUT命令。
四、输入输出调试方式
(一)中断方式。暂时中断CPU的工作,执行外设的请求。等服务结束,再返回原来的工作状态,继续执行原来的程序。这样可以节约时间,同时也提高了CPU的处理能力。
(二)程序控制方式。程序控制I/O方式,也叫查询方式。在CPU与外设工作时,需要检查是否“准备就绪”,只有“准备就绪”后,才能进行下一次的数据传输工作。在这种方式下,CPU不能同时与设备进行操作,因此,系统的运行效率就会降低。
(三)直接存储器存取(DMA)方式。在DMA方式下,CPU无需参与数据传输的控制过程,所有工作都是由DMA控制的。直接存储器存取方式能直接在设备与存贮器之间进行数据传送。由于DMA采用硬件技术实现,传输速率高,但结构复杂,硬件成本也高。
(四)暂停方式。在A/D转换过程中,计算机处于等待状态,与此不执行指令,在转换完结后,转换的数据可以读出。下图为A/D转换的调度方式软件框图
五、结论
微机系统在运行的过程中,I/O接口是一个重要的部分,I/O接口是外设与CPU连接的桥梁。微处理器是可控性,系统的连接性和可编程性,使硬件和软件紧密结合在一起。上文重点介绍了接口的要求以及调试方式,保证了计算机系统的正常运行。
参考文献:
1、字长:字长是指计算机CPU能够直接处理的二进制数据的位数。
2、时钟频率是指计算机CPU的时钟频率:主要的单位为兆赫兹(MHz)或吉赫兹(GHz)。
3、运算速度:通常所说的计算机的运算速度一般用百万次/秒(MIPS)来描述。
4、存储容量分内存容量和外存容量:这里主要指内存容量。目前微型机的内存容量已达数GB。
移动互联是一张网,一张粘着力极强的大网。粘住了IT品牌,粘住了广告商,粘住了开发者。而且所有人都在试图把这张网越织越大,大到能承载着一场数字生活形态的变革。
而今,这张网的蓝图依然就绪。
人们只要打开时尚科技的窗,就能看到这张挂满了各种平板和智能手机美梦的网。CES上的各家新贵正站在这网的中央。
他们在私语什么?
他们在犹豫什么?
他们在期待什么?
现在就跟随我们一起走近他们,去探寻2011移动互联的崛起之路。
26个关键词解读CES 2011
在CES 2011上移动互联网厂商的表现十分抢眼,这里列出从A到Z二十六个给我们印象深刻的关键词,大家可以从中对这次盛会有个大概感受。
CES 2011的移动互联热点
CES 2011虽然已经落下帷幕,但由它所引发的业界热点风暴却才刚开了一个头。面对CES 2011所带来的新兴技术与未来的热点发展趋势,尤其是在面对移动互动终端市场这块现在炙手可热的大蛋糕,每个厂商都梦想着划分出属于自己的那一块。
如何才能成功?谁又能成功? CES 2011给业界、厂商和消费者带来的究竟是什么?为了更加透彻地解读CES 2011上以平板和智能手机为代表的移动互联相关资讯,《微型计算机》特别邀请到了三位重量级的嘉宾,请他们与我们的CES特派记者夏松一起,来聊聊CES 2011所要传递给消费者和整个行业的信息资讯。
CES 2011,平板最热Mc记者夏松大家好,欢迎做客《微型计算机》线下演播室。今天想和大家一起聊聊CES2011上的一些热点技术。李易和项立刚老师都算是业界的资深评论员和观察员了,吴海东先生也是业界的资深专家。我先来抛砖引玉,大家认为本次CE展会的最大热点是什么呢?
平板:
哈哈,李易老师的反应真快。为什么这么说呢?
为什么?您这么问就象问我为什么春节火车票这么难买一样。这已是科技圈公认的事实,没得话说的。
嗯,我也同意李易的观点,
CES 2011的热点自然是平板。以iPad为典型的平板正在逐渐成为最惹火的话题。另外,我认为体感操控会越来越强大,而且会逐渐被引进到各种终端设备的操作之中。看看微软对Kinect的态度以及CES上众多的体感设备,你难道不觉得吗?
NO,NO,各位。平板,双
核手机、体感等东西固然是热点,但CES 2011上最大的亮点却是摩托罗拉的重新崛起。(广告时间??)因为摩托罗拉率先提出了一个以Atrix 4G和Webtop技术为代表的革命性、创新性的互动计算体验,也算是开创了移动计算的新时代吧。
咳咳,吴老师,跑题了,跑题了……哈,情不自禁,情不自禁
平板趋势:国产厂商还需努力
好吧,其实我跟大家的观点一样――平板是CES 2011的最大热点。我本人去现场的时候也看到了诸多的知名与不知名厂商的相关产品,这一切让我感觉有些似曾相识,似乎在手机领域,MP3领域以及上网本领域内都曾出现过类似的形式――大小厂商一窝蜂地涌入这个行业。那么以大家的观点来看,平板会不会与当初的上网本走上相同的发展轨迹呢?如何看待平板与上网本的关系?
我说说我的看法吧。其实我当初对上网本不看好,而Pad这个东西和上网本是有区别的,上网本是PC概念的延续,不是PC的延续与扩展。而Pad则是重新划分的介于手机与PC之间的新切入点,你可以将其看作一个全新的领域,这一点和上网本是截然不同的。所以,平板与上网本的发展轨迹必然不一样。不过,我认为上网本本身会逐渐消失,但不是给平板吃掉的,而是自然地在市场规律作用下消失。
我认为平板不会与上网本的发展轨迹一样。上网本其实就是低端笔记本电脑,平板则改变了笔记本电脑的原生态。事实证明,无论业界怎么包装概念,在消费者眼里,上网本始终还是一台笔记本电脑,只是尺寸小,价格低而已。也正因为如此,很多第一次购买笔记本电脑的消费者也瞄准了上网本,这和业界原本赋予它的第二台甚至第三台笔记本电脑的定位大相径庭。反观以iPad为领头羊的平板则彻底改变了笔记本电脑的原生态,消费者可以清晰地判断出其不同的定位,从而根据自己需求进行选购。某种程度上我们可以这么理解,笔记本电脑是生产工具,平板是生活工具,笔记本电脑用来制造数据,平板则用来消费数据。所以二者的发展轨迹不会重合。
上网本最初是由PC厂商提出的解决方案,性能不如主流笔记本电脑,待机时间也不佳,最后被山寨搞垮了。之前华硕提出了上网本是有钱人的第二台电脑’的口号,其实这是对的,然而很多厂商将上网本定位在两三干元的低端市场,而这类用户并不是把上网本当作第二台电脑使用,广泛--的用途对硬件性能提出了较高要求,于是上网本的缺点暴露无遗,遭致低端用户抱怨。而高端用户因为上网本的泛滥,也瞧不起这类产品,于是上网本落得两边不讨好的下场。
平板则是手机厂商主导最先提出的解决方案,主要优势有四点待机时间更长、稳定性更好、利润更大、使用体验更好。个人大胆估计一下,平板今后会吃掉所有的上网本份额,还会抢占电子书、音乐播放器乃至笔记本电脑的一些份额。
看来大家都一致看好平板的发展趋势,认为它会迅速成长并成为市场主力也只是时间上的问题。我一直在想,国内的平板市场从2010年来都是雷声大雨点小的局面,如果要呈现井喷式的爆发,各位老师认为会在什么时候、有没有什么必要条件的刺激才能看到平板产品的集体爆发呢?
平板的爆发我估计会在2011年中期。从技术上来讲,需要相对比较完善,而价格上需要大部分消费者能接受,这个时候平板才有可能爆发出来。iPad已经在技术上做出---了最好的典范,现在大家都在向它靠拢。如果价格上能取得比较好的突破,就一下子会爆发出来了。
项立刚老师的意思是价格一旦不成为障碍的话,平板就会爆发。那么李易老师,你的观点是什么?
我觉得平板的爆发期会在2011下半年,而要出现井喷式的爆发局面,必要因素是出现至少一款堪比iPad的非苹果系产品。缺乏领军产品是爆发不出来的。
堪比iPad的产品7你指的是像MOTO XOOM,乐Pad@Eee Pad这样的明星产品吗?李易老师,在你看来的话,怎样的平板产品可能获得成功?
四大因素品牌+产品体验+应用软件+价格,广受人民群众
爱戴并自发传播口碑的产品自然会成功。 岔一下,什么样的平板能成功这个问题我也想说两句。第一,要看产品的设计实力,第二,还得看原材料采购,必需要有足够的原材料采购的实力。所以我认为只有大厂商才有机会扮演领军产品的角色,而小厂商由于在原材料采购商的劣势,很难去扮演这个爆发的领军人物的角色。
嘿嘿,是啊,设计实力与体验才是成功的关键因素。就像摩托罗拉XOOM代表了行业最高的硬件水平,起点比iPad高,运行速度优势明显……
吴老师,打住,你这不是又在打广告么。
CES上的平板产品的确很热闹,看得我都有眼花缭乱的了。回到咱们最关注的市场问题上来,如果把这次平板的热点看作是众厂商对苹果iPad的一次“围攻”的话,那么谁有可能在这次类iPad的平板战争中取得首战胜利呢?
这个的确还有待观察,因为目前有潜力做到首战告捷的厂商有不少,比如三星,惠普以及MOTO均有可能。
从技术上而言,我个人对MOTO XOOM很看好,技术上做得很不错。不过这个价格估计是700美金或更高,算是目前最贵的平板了,如果再便宜一点就好了。在市场要全面开花的话,还需要一点时间,这就要看厂商的市场策略如何了。我认为MOTO跟惠普有比较大的机会成为首战胜利的赢家。
这个……这个话题我就不发表意见了,不过还是谢谢李易和项立刚老师对xOOM的信心。
好吧,让我们再把焦点放在国内的市场上。对众多的国内平板制造商,无论它是传统lT厂商3C厂商还是所谓的第三方“山寨”厂商,国内的这些厂商要与三星、惠普以及MOTO等国际大厂竞争的话,他们的出
说句不客气的话,我觉得纯“山寨”的厂商没有出路(不包括联想、华硕等国际性的中国厂商)。如果要说这些厂商有希望,那么唯一的出路只可能在于整个市场都处于拼价格的阶段时,也就是说完全没有技术上的问题时候(国内厂商)才有
项老师,您认为国内的厂商没有任何机会吗?
是的,你看最近一段时间没有一个像样的国内厂商产品。不是很厚很烫,就是反应不灵敏,结果导致高端人士不需要,低端人士也不是必需,非常尴尬。
个人建议,大部分国内平板电脑厂商不妨放弃和iPad的正面战争,建议走行业应用及儿童玩具市场。做苹果不做的领域,也许能取得奇效。
嗯,我个人还是较为赞同李易老师的观点。如果国内的厂商要与iPad正面交锋的话,在研发实力和产品设计功底上都有不小的差距,也许另辟蹊径,做一些苹果在国内还没做或者做不到或者不屑于做的领域,也许还更容易获得机会。
我们都知道,价格是国内的大众消费者最敏感的产品参数,没有之一。对于类iPad的平板产品而言,其价格段在什么区间内才能为国内的消费者所接受呢?大家有什么建议?
1500元--3000元人民币,太低就山寨,太高的话我为什么不买iPad?
3000元以内是个机会,如果能做到2000元~1500元,对中低端用户更有吸引力。 看来二位老师对于国内消费者的心理价位段的预估是出奇的一致啊,吴海东老师您怎么看呢?
我认为平板最终会覆盖各个价格段,无论是2000元、3000元还4000元、5000元。但一开始所有厂商都需要做好设备,给用户留下好印象,而不是一开始就一味追求低价。先做好高端产品,然后通过先锋型消费者的口口相传和推荐,再推广至中端消费者,最后才是向低端市场普及,这和智能手机的发展趋势一样,这也符合行业健康发展的需要。
智能手机:Android抗衡ioS。更强更快成趋势
感谢大家对于平板行业的见解,非常精彩。除了平板之外,其实作为另一个非常重要的移动互联终端设备――智能手机,本次在CES大会上也是出尽了风头。尤其是吴海东老师,你家的MOTO Atrix 4G的风头更是盖过了所有参展的智能手机,还被评为CES 2011最佳产品。接下来我们想来聊TCES 2011上与智能手机相关的话题,首先我想请各位谈谈你们对于当前智能手机行业现状的一些看法。
其实现在智能手机呈现出来的趋势很明显。首先从技术上来说,高速,多核,大屏以及更高续航时间是当前主流智能手机的必争之点。其次,从市场端来说,智能手机已经进入普及阶段,更便宜的价格是必然的结果。
智能手机的市场现状?
很简单,就如当年笔记本电脑兴起之初一样,开始时万马奔腾,最后则几枝独秀。智能手机市场正在向几枝独秀的方向发展,或者说,目前已经形成了几枝独秀的局面。
吴老师,作为手机制造厂商的专家,您对此怎么看?
项老师和李易老师说得都有道理。不过我认为智能手机目前面临的最大问题是同质化十分严重,从低端到高端产品都存在这一问题,因此CES 2011上也没有出现太多令人激动的智能手机新品。再举个例子,Artlx 4G之所以能被评为本届CES的最佳产品,是因为它拿出了不一样的整体解决方案,而别的同类产品只是在一味追求更薄,大屏而已。所以我认为当前的智能手机市场现状首先必须解决的问题就是同质化,否则到最后大家的竞争点除了价格之外,真没别的东西了!
好!吴海东老师的话我也是深有感触。智能手机如何才能加强市场竞争力l真的需要每一个手机厂商去用心思考了。
说到智能手机,我倒是想起了对于本次CES大会上微软的一大热点――手机用的Windows Phone系统,各位如何看待?项老师,您先说?这玩意儿我还真没太多的试用,没太多发言权。不过从我了解的情况来看,从市场情况来说不是很强,我对它不是特别有底。
不!我看好WP7(Windows Phone 7),因为我是Windows Mobile的常年用户。以我之见,未来智能手机操作系统必将四分天下――iOB,Windows Phone,Android,BlackBerry。
嗯哼?您觉得自行车还有前途吗?答案同理。目前的形式来看,我认为是And roid在独力与rOB进行对抗,而Wlndows Phone或者BlackBerry都未表现出能与这两者相直接竞争的优势,尤其是在国内市场。大家对此有何看法?
重复一下,iOS,WindowsPhone,Android和BlackBerry彼此之间不是抗衡,而是四分天下。
我觉得不是四分天下,而是双雄竞争。毫无疑问,在美国市场上AndroidE经超过了tPhone,支持的厂商多。我认为智能手机市场在不久之后会出现PC市场的格局封闭的Mac OS自成一家,而相对开放、使用者更多的Windows占据了大半
江山。所不同的只是And rotd会取代wlndows,而iOS取代了Mac OB而已。
我与项老师的观点比较一致。一直以来,美国市场在全球具有标杆示范作用,而美国的SmartPhone时代已经来临,在美国市场上Android的份额确实已经超过了LOS,这预示着世界其它各地也会照此发展。
看来项老师,吴老师和我的意见都是Android与iOS的双雄格局,而李易老师则认为会是四分天下--之势,究竟市场会如何走向,不妨让我们慢慢观察。
下面让我们谈论一下未来智能手机的一些技术上的发展态势,如果让我们做一个预测的话,未来智能手机将会呈现怎样的发展趋势?
第一,体感、多向陀螺仪、热感应以及动态感应等潮流技术将逐渐搬上手机,
第二,低功耗的屏幕会成为智能手机一个非常重要的性能衡量参数,
第三,手机存储变得更重要。 综合来说,我认为未来的智能手机会成为一个高度整合的,集通信,娱乐,办公三位一体的整合式便携工具。李易老师认为呢、
很简单,更高更快更强,配置高速度快、性能强,当然还有更贱,价格更贱。
嗯,同意,更强更快。
打个岔子。吴海东老师,我注意到MOTO本次CES上的两款重量级产品Atnx 4G智能手机和XOOM平板的关注度都非常高,对这两款产品而言,MOTO是如何给它们定位的呢?会彼此冲突吗?
摩托罗拉的智能手机和平板是同一个定位――MobiIeComputing,为满足用户的移动计算需求,提供了平板和智能手机两种方案。摩托罗拉的高端智能手机上都会采用Webtop方案。在手机到PC之间,平板的体验更偏向PC,拥有Webtop的智能手机更偏向手机,摩托罗拉也不清楚谁会更受用户欢迎,最终选择评判权还是在用户手里。
说到智能手机,我倒是想起了这次CES上与智能手机关系很密--切的~个领域4G网络。大家都知道在国内3G网络才开始逐渐普及,而且呈现出WCDMA一边倒的局面。那么在4G网络开始在世界上崭露头角的时候,大家认为它在国内的前景如何呢、
前景肯定一片光明。中国移动迫于TD-SCDMA不给力,一定会发力TD-LTE,这在客观上成为4G在中国发展的催化剂。我看好4G在国内的前景。
不,我倒是认为很多人对4G有过高的期望值了。移动诚然有很大希望走在4G网络时代的前面,但是不要抱太高期望。
设想一下,4G网络出现的话,会给智能手机的应用带来哪
需要高流量的应用将进一步普及,比如视频电话、高清视频等。
不会带来多大的质的变化,从2G到3G是革命,但是从3G到4G却不算是革命性的变化。3G是全新的业务体系,4G虽然速度较快,但一旦大量用户进来之后,速度也会变慢,因此4G对用户的体验来说没多少根本上的改变。
就目前的情况而言,4G网络我认为要在国内发展并普及的话,还有很长的路要走,也许这个-时问会是3年5年,你们认为呢?
我认为不需要那么久。个人估计2011年以内部分城市将试验性商用,在两年内普及程度有望达到和现在3G网络差不多的状况。
一年?国内,2013年或2014年能上4G就不错了,要普及,至少得2015年之后去了。
非常感谢李易,项立刚和吴海东三位老师来《微型计算机》线下演播室做客。三位不但对行业有自己独到的观察视点与见解,而且对整个移动互联领域也提出了自己的独特建议,尤其是针对国内厂商的一些建议我觉得是非常有见地的,相信你们的观点一定会带给消费者和厂商诸多宝贵的有价值的参考。再次感谢三位嘉宾给《微型计算机》读者带来的精彩发言,希望今后在《微型计算机》杂志上能看到更多你们的精彩行业视点,带给读者和消费者们更多实
专家观点总结
平板蓄势待发,2011年中期爆发,国产厂商要走差异化竞争路线,平板价格在3000元以内会较有竞争力,智能手机呈现出Andreid与iOS的双雄争霸局面,4G网络要进人国内为时尚早。
平板已成最大热点,如果出现一款堪比lPad的产品,平板会在2011年下半年集体爆发,国内平板电脑厂商应该放弃和iPad的正面战争,建议走行业应用及儿童玩具市场。1500-元3000元价格段的平板产品最容易--被消费者接受,未来智能手机操作系统会四分天下 Android,iOS,WindowsPhone以及BlackBerry。
从谷歌搜索看CES 2011
CES 2011既是消费电子领域内的一次高新技术和品牌实力的比拼,也是一场各大企业争夺用户眼球的战斗。除了莅临现场的数5-75观众外,还有数量更为庞大的全球用户通过互联网关注着这场昭示消费电子未来发展的盛会。相信大家和我们一样,都很想知道在本届CES展会上哪些新品、技术乃至品牌、企业最受欢迎。为此,我们以样本数量巨大的谷歌搜索数据为基础,给CES 201I上方的参展企业、品牌、热门话题以及新品排了座次。
我们是如何排序的?
首先,我们通过谷歌搜索引擎搜索关键词,获取指定时间段的搜索结果数量。尽管CES 2011是在美国当地时间2011年1月6日~10日举行的,但考虑到1月5日部分厂商提前召开了新品会,因此我们将1月5日~10日的搜索结果均统计在内。至于股价涨幅(跌幅),则是以某支股票1月10日的收盘价减去1月4日的收盘价再除以后者,并乘以100%所得到的结果。
Mc点评:CES的召开无疑带来了大量人气,而参展厂商纷纷拿出了看家本领,通过其最新的产品、技术或理念尽可能多地赚取眼球。其中,产品、技术或理念越先进,人气飙升越快,反之则反响平淡。ARM一向比较低调,此前关注的人不多,但在NVIDlA抛出“要造ARM架构的桌面处理器”的“重磅炸弹”,以及各式各样平板几乎清一色采用ARM架构的处理器后,人气关注度急剧上升。摩托罗拉的重新崛起也是本届CES上的一大亮点,凭借此前推出的Android手机大获成功并打出XOOMgDAtrix 4G两张王牌,重新赢回了人们关注的目光。或许大家会问,英特尔、华硕、联想等品牌的表现也很卖力,可为何名落孙山?事实上,尽管这些品牌在展会期间的关注度并不低,但由于它们原本便是CES 2011开幕前各家媒体预测的大热门,其的新品早早就放出了风声,因此用户的关注度变化不大。
MC点评:本届CES展会上涌现出了很多令人眼前一亮的平板和智能手机新品,到底谁最受欢迎呢?根据全世界大多数人的选择,摩托罗拉的首款Android 3.0平板XOOM以130万条搜索结果(领先第二名近一倍)的绝对优势问鼎这一桂冠。智能手机方面,索尼爱立信Xperia Arc LTl5i凭借全球最
薄的机身设计以及较高的硬件规格,在众多同类产品中最吸引眼球。第三名则被本届展会上摩托罗拉推出的另一款新品Atrix 4G获得,显然大家对于Tegra 2核心和Webtop技术的结合充满了期待。从本榜单上不难发现,特色越鲜明的产品越容易吸引用户注意,若没有软件、设计或技术上的特别之处,则很难在一众采用高规格硬件的Android终端中脱颖而出。
MC点评:除了硬件产品外,未来移动平台的争夺同样令人关注。谁能取代Windows Moblle,Symblan以及unux雄霸移动操作系统市场?从目前来看,Android,Windows Phone以及iOS明显比其他平台更受追捧。Symbian虽然了最新版本,但推出的时间太晚且缺少令人眼前一亮的新特性,没能给用户留下深刻印象。有鉴于此,我们建议消费者在选购时最好是从前三类平台中选其一,否则终端和应用的数量和质量很难保证。
MC点评:我们统计的20支股票中,有一半的股票在CES展会期间上涨。这些股价上涨的公司,没有一家不涉及到移动通讯计算,可见大众对移动互联网市场充满了信心。上涨的股票中,NVIDIA公司的股票被大幅推高,因其Tegra 2已经量产,并大范围用在移动通讯设备上,未来一年业绩看好。虽然摩托罗拉(移动设备)在大会上有耀眼的表现一口气推出多款4G产品和与iPad对抗的XOOM,但是由于摩托罗拉刚被分拆为商用设备和移动设备两个独立公司,消费者对还是对摩托罗拉(移动设备)的信心还不足,需要更多时间来重新赢得投资者的信心。至于英特尔的股票下跌则属于利好出尽,投资者对其产品的信心投资已经透支,适当下跌属于理性回归。索尼,HTC、宏暮,联想等公司股票不好则是由于他们在移动通讯市场缺乏足够的核心技术所致。至于传统移动市场的老大诺基亚的股票下跌还是由于老原因――没有足以和苹果公司和谷歌公司抗衡的产品和技术推出,移动通讯市场不断被这两家公司蚕食,投资者信心不断下降所致。
研究型教学就是在课程教学中,教师以与教学内容相关的实际问题为载体,组织和指导学生在学习过程中有目的地、相对独立地进行探索研究,从而提高学生运用知识解决实际问题的能力,促进学生思维水平的发展,使学生从中感悟到科学研究的基本策略和方法,受到科学思想的熏陶,为培养学生的创新精神和创造性思维打好基础。在“研究型教学”中,教师的作用不是“教”,而是“导”,即启发、诱导、疏导。
“微型计算机原理”是电子、通信、计算机、自动化、测控技术、机械等专业的专业基础课。该课程对上述专业学生的专业能力教育、创新教育起着承上启下的作用。微型计算机是一门发展非常快速的科学,中央处理器的升级换代周期以月计。新理论、新技术、新成果、新机型层出不穷。这就注定了在“微型计算机原理”的课程教学中,必须贯彻研究型教学的理念,也就是将新的理论、新的技术以灵活多样的形式贯穿于课程教学之中。
“微型计算机原理”课程教学内容繁杂,硬件、软件并举,在课程教学中开展提出问题,推断、猜想和假设,归纳、分析与论证,评价、交流等研究型教学的模式,可以进一步提高“微型计算机原理”课的教学效果,本文将结合“微型计算机原理”课程教学实践,对在课程教学中如何贯彻研究型教学模式略述拙见。
一、研究微型机基本结构,建立整机观念
从20世纪80年代至今,“微型计算机原理”课程随着微型计算机的发展经历了8位机、16位机、32位机的更新换代。几乎是10年一次更新,几年后教科书的内容就已经过时了,实验设备就需升级或更换。然而,无论cpu的更新速度很快,微型计算机的组成结构基本上没有变化,这有利于在“微型计算机原理”课程教学中以整机结构为主线进行研究型教学,引导学生通过研究整机基本结构,建立整机概念,追踪微型计算机的发展,研究微型计算机的发展思想。
在课程教学的第一节课,将“微型计算机原理”课程的教学内容按微型机的cpu、存储器、i/o接口3大部分划分归位,使学生在课程学习的开端就认识微型机的整机结构,引导学生从整机结构角度学习、研究微型机的工作原理。
在课程教学中,强化微型机三大部分通过3总线连接的基本结构的教学,使初接触微型机工作原理的学生通过微型计算机的基本结构学习,纵观8位cpu、16位cpu、32位cpu、64位cpu的发展和更新,研究cpu的更新换代进化特点,更新进化目的及以后的发展趋势。
“研究型教学”突破原有课程教学的封闭状态,把学生置于一种动态、开放、主动、多元的学习环境中,为学生提供更多的获取知识的方式和渠道,培养学生创造思维的品质,进而推动他们去关注科学的发展、了解科学发展趋势,并积累一定的感性知识和实践经验。
二、以前序课程为基础,引导学生研究和解决微型机硬件问题
“模拟电路”、“数字电路”、“电子技术”是微型计算机原理课程的前序基础课,学生通过对这些课程的学习,已建立了有关电路的基本概念,掌握了应用电路的基本理论解决实际问题的技术。
“微型计算机原理”课程教学是以这些课程的基本理论为基础来讲述微机的硬件结构的。涉及到的是大规模集成电路的内部结构及外部特性,面对大规模的集成电路,学生认识到计算机硬件系统是高度复杂的电子线路,会感到难以理解和掌握,有看不见、摸不着的感觉。因此,在教学中,应强调微型计算机的3大组成部分,引导学生深入分析,从层次观点来认识计算机的硬件组成,把它归纳为数字逻辑层、微体系结构层和指令系统层,分析各层在实现计算机功能上的地位和作用,上面一层的实现是建立在下面一层的基础之上的,实现的功能更强大,更接近于解决问题的的思维方式和处理问题的具体过程。这样分层有利于简化处理问题的难度,便于将精力集中于最关心层面的问题上,也清晰地指出微机原理课程的定位。研究型教学的目的之一是让学生从分析问题的过程中学到科学的思维方法,在遇到具体问题时,能够有意识地应用这种方法去处理问题、解决问题。
在研究cpu的基本结构时,推断实现cpu基本功能的电路设计方案、设计思想,归纳、总结cpu升级换代的实现方法。利用研究型教学模式,将cpu升级换代过程中对繁杂和枯燥的型号、功能的教学,融入到基本功能实现电路的设计研究中。
在研究型教学中,问题的结论是未知的、非预定的,结论的获取也不是从书本上直接得到的,而是学生运用类似于科学研究的方式,以已掌握的科学知识和技术为基础,通过假设、设计和求证,最终解决问题,得出结论。这种探究实质是学生对科学研究的思维方式和研究方式的学习、运用,目的在于培养学生创新意识和实践能力。
三、引导学生探究指令系统,培养创造性思维
指令系统是微型计算机原理课程教学的重点教学内容之一,而指令系统的学习、掌握是比较枯燥的。不少学生在指令系统的学习过程中,往往难以进入状态,感觉指令很难记,不少初学者往往长时间徘徊在指令系统中而不得要领。
研究型教学模式的特点是引导学生探究教学内容,激发学习兴趣,使他们的自主学习。首先让学生认识到指令系统是计算机硬件和软件的桥梁,各种功能丰富的应用程序都是源自这些单一功能的指令,让学生体会到这是一个创造的过程,激发他们的学习兴趣。在指令系统的教学中,从寻址方式到指令的分类学习,引导学生以探究的方式去学习、研究。如在讨论了数据传送指令后,以某一条指令为例,讨论机器码的组成元素,引导学生探究不同型号的cpu指令系统的不兼容的原因。不能死记指令系统,以寻址方式为基点,按功能归纳不同类别指令,引导学生通过归纳、总结、记忆,区分非法、合法指令,掌握指令系统。
“研究型教学”把学生的整个学习过程看得比结果更为重要,让学生获得亲身体验。在这一过程中,关键是能否对所学知识有所选择、判断、解释、运用,从而有所发现、有所创造。通过诱导学生的探究过程来培养他们的创新精神、动手能力和解决实际问题的能力。
四、建立研究型教学的教学观念
传统的教学观,把学生当作盛知识的“容器”,目的是“教会学生”,在课程教学中表现为教师“讲科学”,学生“听科学”。在现代科学飞速发展的今天,这种教学方式已不再适应创造性人才的培养,只有开展“研究型教学”,形成“在研究中学习”的教学观。培养学生“学会学习”的能力、创新能力,使学生掌握科学研究问题的方法。在“研究型教学”中,教师要深刻认识、注重学生的能动性,充分发挥学生的主体性,激活他们的自信心,激发他们的兴趣,为他们展示自己的聪明才智创造机会,同时也要尊重、信任、赏识每一位学生,形成教学平等的教学观念。
“研究型教学”设计的是一种未知过程的想象和探索,它需要最大限度发挥教师的创造力,教师在教学中应从更高的层面和更广阔的视角出发,同时,根据“研究型教学”的内容和学生发展需要对教学内容及课程教学方式作出新的构思和处理,设计适合“研究型教学”的教学方案,根据方案进行具有特色的教学活动。在“研究型教学”中,教师适时创新开发一些教学设计,有助于培养学生的创新思维。
研究型教学要求教师从知识的传递者转型为学生学习的指导者、组织者、合作者,从仅仅关注课程教学内容本身的知识到同时关注课程与实践的联系、课程的前沿知识、课程与相关学科的联系,教师不仅要为学生传道、授业、解惑,而且要参与、组织、指导学生进行研究。
“研究型教学”强调以学生的自主性、探索性学习为基础,整个学习过程中注重让学生始终拥有高度的自主性,引导学生对学习过程进行自我设计和自我控制。教师在课程教学中融合、组织多方面或跨学科的知识内容,有利于学生对知识融会贯通和多角度、多层面地思考问题。
关键词:技工院校教育;计算机基础;教学
随着网络技术的快速发展,计算机的应用逐渐深入到各行各业,具备利用计算机来获取信息和处理问题的能力成为学生将来进入社会工作的必备条件。由于计算机基础是各专业的一门必修公共基础课程,且被列入我省“计算机办公软件应用”中级工考证的统考科目。目前技工院校正在蓬勃发展,但是由于技工院校学生的基础参差不齐,给教学带来了一定的困难,因此如何保证学生能顺利通过考证是否新形势下课程改革面临的新挑战。
1 计算机基础课程特点与现状
1.1计算机基础课程是一门实践性很强的的课程。在计算机技术中更多注重的是应用,因为很多应用软件的本质仅仅只是一种工具,而对于技工院校的学生如何应用才是重点。如在介绍“常见汉字输入法”时,只需要在理论课上讲清不同汉字输入法的规律和规则后,再让学生根据实际情况选择一种适合本人操作的输入法,如拼音或五笔。再通过“游戏式”的上机操作进行强化训练,不但提高了学习兴趣,而且达到理论与实践的最佳结合。
1.2计算机基础课程是一门应用性很强的课程。当今社会计算机的应用逐渐深入到各行各业,计算机已成为人们工作、生活、学习必不可少的工具,但是对于很多软件的使用方法是具有共性的,因此学好这门课将直接影响到其他专业课的学习,特别是与软件应用相关的专业,如室内设计等。
1.3学生上机面临诱惑多,需要正确引导。由于计算机具有通用性和多用性的特点,初次接触计算机基础课程的学生难免会对计算机的强大功能所吸引,好奇心促使他们对计算机内资源会作进一步了解,但这种求知的欲望需进行正确的引导,否则容易因自律差导致注意力分散,不利于技能的掌握与提高,如对游戏产生浓厚的兴趣,甚至沉迷于游戏中。
2 计算机基础课程教学对策
2.1教学计划灵活安排 以往的授课模式,总是按照教材内容的顺序,按部就班地先介绍计算机硬件的基础知识,实践证明这种教学模式对于学生的学习并没有很好的引导作用,往往起到反作用的效果,使学生学习的兴趣大打折扣。但是如果通过计算机硬件拆装实践的过程中去介绍相关的理论知识则可以起到非常良好的学习效果。因此在教学计划上,可在教学大纲的指导下,根据实际,灵活安排教学方法,如采用任务驱动和分层教学法。如在讲授Excel的“公式与函数的运用”时,先设计一个实用或典型的案例(如学生成绩册)引入教学任务,从而作为本课的学习切入点,接着介绍相关的教学内容,最后让学生动手操作完成任务。在完成任务后结合学生完成结果进行总结点评,使教学内容得到最大的扩展,学生也能在享受成功的喜悦氛围中学习,有效地提高学生的学习情操。
2.2授课上要“精讲多练” 结合应用软件的工具本质,在教学中更应充分注重实践性,提高课堂教学质量。对一些应用性不强的内容可适当调整教学方法,如简单介绍即要。技工院校的学生不善于对理论的学习,但是对于动手的技术学习却显得非常灵活,所以提倡“精讲多练”。“精讲”要求教师只介绍内容的精髓和基本知识点起到引导作用即可;“多练”要使学生有机上、有目标、有实效。多安排上机课,使学生有更多的时间操作中体会、思考、总结、提升,这样直接培养学生实际动手操作及独立获取知识的能力。
2.3教学方法上注重启发 教师在授课时对学生不仅要“授之以鱼”,更要“授之以渔”,讲究方法规律,重在点拨,学法引导。如从教科书解了Windows XP 及Office 2003的知识,其本质仅仅是微软公司的一个操作系统及办公软而已。对于软件的学习必须让学习充分地懂得软件只是一种工具,并不神秘,最终的关键还是靠人。因此学习相关软件的操作,不仅仅是为了了熟练掌握其功能与操作,更重要的是通过学习的过程熟悉计算机各种软件的使用规律,为以后其他软件的学习奠定基础,触类旁通。同时在学习的时候应注意引导并培养学生积极不断创新的精神,从而提高学习质量,并具备较快接受新知识、新技术的能力。
2.4教学手段上善用网络 利用多媒体网络教学进行教学由于直观、明了,可操作性强,可以边操作边介绍,使学生不仅眼看,而且还可以的手动,学生在手动的过程中也得到了思考,更加能现师生、学生之间的互动,使整个课堂教学活动处于共振状态,大大提高课堂教学质量。
2.5坚持无纸化考核方式 采用无纸化考试,增加了学生计算机应用的空间,同时能引导学生学习的方向。计算机应用基础课程强调的是实践性及应用性,传统的笔试只适合于测试学生对计算机的基础知识、基本概念及原理的掌握情况,因此,单独进行笔试考核,并不能全面反映学生的实际水平和综合应用能力。而上机考核主要侧重于测试学生对软件或程序的实际操作的掌握情况,有利于促进学生提高实际操作能力和应用能力。采用无纸化考核方式,把理论考试的内容加入到上机操作,能更科学合理地反映一个学生的实际水平。
近年来我校计算机等级考证通过率一直处于省内领先水平,随着计算机应用技术的不断发展,今后在教学中将面临更多的新问题。只有我们坚持科学的教学观,注重学科特点,以学生为本,善于总结,不断改进,勇于探索,才能更好地推进教学,提高教学质量,培养出优秀人才。
参考文献:
[1]冯博琴.计算机基础教育新阶段的教学改革研究[J].中国大学教育,2004(9):7-10
[关键词]20世纪 美国 微型处理器 软件 发展
[中图分类号]TP32 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2014)02-0026-01
刘仁杰,男,内蒙古鄂尔多斯人,同济大学硕士研究生。研究方向:软件工程。
20世纪70年代初期,美国计算机巨头英特尔公司决定将微型处理器商业化。为微型处理器和计算机软件行业的发展注入了活力,使微型处理器和计算机软件行业得到了前所未有的发展,使微型处理器和计算机软件迅速成为美国的龙头产业。
在计算机的技术上,在20世纪70年代以前,开发每一种新用途的芯片都要固定在特定的部位上,这种芯片的种类多,所占的空间非常大,而且设计芯片也需要大量的高级人才。这种高设计成本,大空间、高物质成本的特点,大大约束了计算机和软件业的发展。到了20世纪70年代以后,英特尔公司能生产出一种功能特别强大的、能满足各种不同用途的、具有通用性的集成电路,这种集成电路的生产,大大降低了计算机的物质成本和人力成本,突破了当时约束计算机发展的瓶颈,使微型处理器和软件业在低成本、高效益的条件下迅猛向前发展。
以微型计算机为基础的计算机技术的发展,顺理成章地给计算机软件厂商带来了巨大的商机。软件厂商在全美各大城市如雨后春笋般发展壮大,成为二战后发展最快的行业。据美国权威部门统计,美国的软件销售收入从1970年的14亿美元,增长到1988年的270亿美元,在短短的18年时间增加了20倍。根据美国20世纪算机软件行业快速发展的特点,大体可分为四个阶段。
第一阶段:1945-1965年。这是软件行业的初始阶段,从严格意义上讲,把它称为行业是不正确的。因为在计算机商业化发展的初始阶段,计算机工作者常常把软件当作计算机系统的一个重要的组件。其实,“软件”这个概念是在程序储存式计算机的诺依曼结构出现后才真正诞生的。
第二阶段:1965-1978年,这一个阶段,是具有真正意义上的软件的发展阶段。在这个阶段,软件行业有了独立的经销商。到了20世纪60年代的后期,美国大型的计算机生产巨头开始将计算机的硬件与软件分开销售。从此以后,计算机生产行业分为两大块,一个是计算机硬件生产厂商,一个是计算机软件生产厂商,硬件和软件分开生产和销售。历史证明,这样的分工科学而又合理,非常有利于计算机产业的发展。
从20世纪70年代开始,独立的软件供应商成批地进入美国的软件行业,但这时的计算机厂商仍然是供应一般的软件,有些为计算机用户提供服务的公司开始将操作服务和软件服务分开进行,在这种情况下,刺激了许多公司专门进行软件商品的独立开发和销售。
在这一阶段,有几个方面的原因促进了20世纪60年代美国大型独立软件工业的发展。第一是IBM在1965年引入的360型计算机,提供了单一的主机结构,它可以利用标准操作系统驱动IBM家族内的计算机。这种模式扩大了那些运用软件包的大型计算机存储器的规模,增强了独立的软件商进入计算机市场的吸引力。第二是迫于当时反托拉斯诉讼的压力,IBM公司从1968年开始将它的软件和维修服务分开,这客观上为独立软件销售商的发展提供了市场。第三方面的原因是20世纪60年代中期,小型的计算机被那些不提供捆绑式软件和维修服务的企业引入,这也为独立软件销售商提供了绝好的机会。
第三个阶段:1978-1993年,美国的计算机行业在这一个时期,台式计算机有了长足的发展,它的发展带动了软件商品的快速发展。美国的市场又一次成为软件销售的最大市场,用了仅仅十几年的时间,台式计算机就在美国的国内达到了普及,并且大批出口到世界各地。美国的独立的软件销售商同样坐着这辆顺风车赚得钵满盆满,这时候,计算机的硬件厂商生产的软件产品的市场占有率却下降到了微不足道的程度。
在这个阶段,软件方面做得最成功的厂商就是美国微软公司,该公司最著名的是MS-DOS和BASIC两种操作系统软件,这两套系统在全球计算机界盛行半个世纪左右。在微软的带动下,许多厂商进入了软件的设计、生产和销售的行列。当时,在美国,软件的生产成本是非常低的,每一种软件产品的利润是巨大的。据美国计算机行业部门的统计,美国国内软件的销售额1985年是160亿美元左右,1994年达到339亿美元,1996年进一步达到462亿美元左右。计算机软件的巨大利润,不仅推动了计算机行业本身的发展,而且更加巩固了美国在全球的经济霸主的地位。
随着IBM高性能计算机“走鹃”于2008年6月诞生,高性能计算机(HPC)迈入千万亿次门槛。用户对高性能计算需求的持续增长,推动着HPC规模越做越大。在由CPU构成的高性能计算的世界中,由于CPU计算性能的提升速度远远落后于高性能计算需求增长的速度,增加CPU的个数便成为提高HPC性能的主要途径。如今全球高性能计算500强(Top500)中已经出现内核累计总数多达20多万个的HPC。
但是,在提升性能的同时,CPU个数的增加也给HPC增添了复杂性,并带来可用性降低、系统功耗惊人、成本高居不下等问题,让HPC厂商日益感到头痛。于是,高性能计算厂商开始探索新的提升HPC性能的途径。IBM的“走鹃”就是采用CPU和Cell处理器的混合架构,AMD和Intel也都分别对外了各自的CPU+GPU(图形处理器)的混合架构。
作为GPU领域龙头老大的NVIDIA自然不会放弃在高性能计算这一CPU的传统领地炫耀性能的机会。它先是推出了CUDA架构,使得程序员可以用C语言对CPU和基于CUDA架构的GPU进行统一编程,从而解决了因编程复杂而被程序员敬而远之所造成的GPU应用难以普及的问题。进而,它又推出了面向高性能计算的Tesla系列GPU。2008年11月21日,NVIDIA在美国德克萨斯州奥斯汀市举办的2008超级计算大会上联手HPC的巨头Crayon推出个人HPC。与此同时,会上公布的Top500中,采用Tesla技术的HPC首战便占据了第29名的位置,标志着NVIDIA从个人HPC和高端HPC全面切入高性能计算领域。
为此,本报记者独家专访了NVIDIA高性能计算事业部总经理Andy Keane。
HPC中的GPU
记者:GPU在高性能计算中的性能已经到达了何种地步?
Keane:CPU的运算速度在很大程度上还取决于缓存的大小,而GPU则是在任务并行化后用大量的线程来进行运算。虽然CPU已经多核心化,可以多达8个内核,但在并行计算时,显然不是GPU上千个线程的对手。
比利时有所大学,以前用的是512个CPU组建的HPC,当他们了解到GPU的运行功能很强后,试着自己搭建了一台配置有8个GPU的台式机,结果性能竟与以前512个CPU的HPC不相上下。
记者:既然GPU的性能远远超过CPU,那么NVIDIA何时开始关注GPU的计算能力?
Keane:15年前,我们就开始针对3D游戏开发GPU了。但GPU的编程很复杂,因而应用主要是集中在图形显示领域。之后,我们开发了CUDA架构,你可以把CUDA想象成与x86相似的硬件架构,它允许应用开发者用他们熟悉的语言对GPU进行快速编程,从而为GPU拓宽了应用范围。现在,NVIDIA所有的GPU都支持CUDA架构。
记者:懂得计算机的人都知道,并行编程要比串行编程复杂得多。程序员如何在CUDA平台上对CPU和GPU统一编程?
Keane:尽管CPU与GPU之间在架构上存有很大的区别,但我们觉得CPU与GPU的结合才是最好的计算架构。于是我们在CUDA上推出了C语言编译器,程序员在开发应用程序时,只要对序列执行的程序代码和并行执行的程序代码简单地进行标注,C编译器就可以向PC解释哪部分该由CPU做,哪部分该由GPU做。
记者:CUDA的编程看来不难,那么搭建一个个人HPC难不难?
Keane:用Tesla组建个人HPC是件很容易的事。你只要把买到的Tesla卡插到PC主板上的PCI插槽,你的PC就变成了1台个人HPC。
记者:Tesla贵吗?
Keane:4个GPU的价格在9500美元~1万美元之间,3个GPU的Tesla价格为7000多美元。但与同等价位的工作站相比,我们的性能应该有百倍的提升。
竞争对手
记者:我们看到现在全球性能最高的HPC“走鹃”所采用的CELL处理器实际上就是一个集成了8个流处理器和一个CPU内核的处理器,而GPU也是由数百个流处理器构成的。你是如何看待CELL的?
Keane:CELL的编程要比CUDA复杂得多。CUDA本身就是一个GPU架构,我们所有GeForce、Quadro和Tesla产品线都可以很完美地对其提供支持。它的编程模式是很简单的,语言与C语言非常接近,编译器与C语言也基本一致。唯一的改变是将之前的串行计算更新为并行计算。在过去的一年中,CUDA积累了大量的应用程序,而且在美国,也有很多活跃的论坛讨论CUDA的编程问题。我们也在CUDA中文网站上开设了CUDA中国专区,上面有144个使用的案例。对于程序员而言,这些编码都是开放的。
记者:在基于Tesla搭建的HPC中,GPU与CPU从指令集上看是异构的。而英特尔最新展示的具有80个内核的Larrabee却采用的是x86指令集,从而实现了CPU和GPU在指令集上的兼容,对于程序员来说,这是否会比Tesla编程更为容易呢?
Keane:我并不这样认为。在NVIDIA的CUDA平台上,不管面对何种架构,编程人员都可以用很普及的C语言去对CPU和GPU进行统一编程。对于程序员来说,Tesla的编程是很简单的。而Larrabee无法用C语言来编程,程序员要学习这种新架构和它的语言并用两种语言分别对CPU和GPU进行编程。
记者:AMD选择GPGPU(通用GPU)来切入高性能计算领域,对此你有何见解?
Keane:关键要看它的普及率了。这里有两个数据:英特尔x86处理器市场占有85%的份额,AMD只占15%;同时,AMD的FireStream只有5%的使用率。你为客户定制产品的确会又好又快,但如果产量不高,成本无法有效摊薄,价格就会非常高。 而我们主要针对主流市场,用更加标准的界面来制作,让用户很容易使用,而且有能力承受。我们能够让很多研究人员将原本要跑到数据中心去做的计算转移到插有Tesla卡的工作站上,并很容易地获得高性能计算的体验。
应用领域
记者:TOP 500中,x86架构CPU已经占据了90%的地盘。请问Tesla进入高性能计算市场的机会有多大?
Keane:几乎是100%。我们强调的是异构计算,GPU不可能完全取代CPU,只是能显著地减少CPU的数量。如果我们从另外一个角度上看这个问题,其实全都采用一样的架构未必是件好事。如同在GPU领域,因为有我们GPU、Intel的Larrabee和AMD的ATI的存在,因此大家可以互相激励,充分开展竞争,刺激创新。但是服务器领域的架构几乎统一,这对创新是不利的。
记者:那么在工作站方面呢?
Keane:工作站的限制主要在于工作站机箱内部空间的限制,例如工作站的电源只能提供1000W的功率,那么,我们可以在这1000W之内给你提供尽可能高的计算性能,比如说1T的性能。
记者:无疑,Tesla个人高性能计算机的性能远好于现在的工作站,但目前工作站上的很多应用软件都是基于UNIX系统,厂商们愿意把它们移植到Tesla平台上吗?
Keane:这些开发商面临着决定应用何种并行运算解决方案的选择。其中之一为多核CPU解决方案,即将计算工作分配到双核、四核甚至八核上。这样,对于开发人员来说,如果他们要想通过并行计算来得到性能的提升,就必须将应用分解为4块甚至8块。这其中最大的挑战是如何将计算工作划分为完全均衡的4块或者8块。另外一种解决方案类似Intel的Larrabee,开放人员可以用比多核解决方案更为简单的方式解决并行计算的问题。但是针对并行运算,GPU架构可以非常简单地实现非常大规模的并行计算。如果你要按照时间和效率来衡量这几种选择方案,GPU无疑是效率最高的。
记者:未来工作站会不会被Tesla个人超级计算机替代?
Keane:对于任何使用集群的用户,都有应用Tesla GPU的需要。我将努力说服他们中的所有人。利用工作站进行高性能计算的用户也是我们的目标人群,我们也希望让他们认识到我们的好处。事实上,如果用户很看重预算和效率,对成本和时间很敏感,那么Tesla对他们来说就很有价值。
未来发展
记者:在CPU领域,虚拟化是一个很时尚的话题,Tesla也能虚拟化吗?
Keane:如果CPU可以做到虚拟化,那么GPU也可以做到虚拟化。因为他们都是基于处理器架构的。就好像将GPU作为CPU的一个资源,只要CPU可以实现虚拟化,那么GPU也可以作为CPU的资源实现虚拟化。
记者:Tesla现在使用C语言编程。我们知道C语言与硬件很容易结合,也易于控制。听说NV还要在Tesla上使用Fortran,这样会不会影响到效率?未来还会有其他语言吗?
Keane:Fortran是非常结构化的语言,并行计算的性能非常好,在GPU上的执行效率甚至更高。同时,在未来我们还将增加C++等语言。
记者:既然在Tesla计算机中,Tesla GPU要与CPU协同工作,那么,未来GPU和CPU会不会集成在一个芯片上?
Keane:我们不认为GPU和CPU将会融合。因为目前GPU的设计比CPU还要复杂,GPU拥有更多的核心,更高的内存容量,芯片的面积也很大。我们的客户也对计算性能和内存提出更高的要求。我们所能做的是提升制造工艺,从而降低芯片的面积。
我们当然可以把一个小型CPU集成进来,但这样对GPU计算性能的提升并没有益处。就高性能计算而言,高速异构计算架构是一个CPU搭配多个GPU,然后更多的CPU搭配更多的GPU,这样,GPU就可以发挥加速器的作用。