Arbeitsplatz

Sonne Sparcstation 10 mit CRT -Monitor, ab Anfang der neunziger Jahre

A Arbeitsplatz ist ein spezieller Computer für technische oder wissenschaftlich Anwendungen.[1] In erster Linie von einem einzelnen Benutzer verwendet werden,[1] Sie sind üblicherweise mit a verbunden lokales Netzwerk und Renn Multi-User Betriebssysteme. Der Begriff Arbeitsplatz wurde auch lose verwendet, um auf alles von a zu beziehen Hauptrechner Terminal zu a PC verbunden mit a Netzwerk, aber die häufigste Form bezieht Sun Microsystems,[2] Siliziumgrafik, Apollo -Computer,[3] Dez, HP, Nächste und IBM was die Tür für die öffnete 3D -Grafikanimation Revolution der späten 1990er Jahre.[4]

Workstations bieten eine höhere Leistung als Mainstream persönliche Computerbesonders in Bezug auf Zentralprozessor und Grafik, Speicherkapazität und Multitasking -Fähigkeit. Arbeitsstationen sind für die optimiert Visualisierung und Manipulation verschiedener Arten komplexer Daten wie 3D -Maschinenbaudesign, technische Simulationen (z. B.,, Computerflüssigkeitsdynamik), Animation, medizinische Bildgebungund Rendering von Bildern und mathematischen Handlungen. Typischerweise das Formfaktor ist das von a Desktop-Computer, besteht aus einer hochauflösenden Anzeige, a Klaviatur und ein Maus mindestens, bietet aber auch mehrere Displays, Grafik -Tablets, 3D -Mäuse (Geräte zum Manipulieren von 3D -Objekten und Navigationsszenen) usw. Die Arbeitsplätze waren das erste Segment der Computermarkt Advanced Accessoires präsentieren und Werkzeuge zur Zusammenarbeit.[4]

Die zunehmenden Fähigkeiten von Mainstream -PCs seit Ende der neunziger Jahre haben die Grenzen zwischen PCs und technischen/wissenschaftlichen Arbeitsstationen verwischt.[5] Typische Workstations zuvor verwendete proprietäre Hardware, die sie von PCs unterschieden; Zum Beispiel wurde IBM verwendet RISC-Basierend CPUs für seine Workstations und Intel X86 CPUs für seine Geschäfts-/Verbraucher -PCs in den 1990er und 2000er Jahren. In den frühen 2000er Jahren verschwand jedoch weitgehend weitgehend Kommoditiert Hardware wird von großen PC -Anbietern dominiert, wie z. Dell, Hewlett Packard (später HP Inc. und Hewlett Packard Enterprise) und Fujitsu, verkaufen Microsoft Windows oder Linux Systeme auf x86-64 Prozessoren.

Geschichte

Frühzeitig Xerox Arbeitsplatz
HP 9000 Modell 425 Workstation Laufen HP-UX 9 und Visuelle Benutzerumgebung (Vue)
HP 9000 Modell 735 Laufen HP-UX und die Gemeinsame Desktop -Umgebung (CDE)

Ursprünge und Entwicklung

Vielleicht war der erste Computer, der sich als "Workstation" qualifizieren könnte IBM 1620, ein kleiner wissenschaftlicher Computer, der für interaktiv von einer einzelnen Person an der Konsole verwendet werden soll.[6] Es wurde 1959 eingeführt.[7] Ein besonderes Merkmal der Maschine war, dass es keine tatsächlichen arithmetischen Schaltkreise hatte.[8] Um die Addition zu erzielen, erforderte eine Speicheranlage für Dezimalzusatzregeln.[9] Dies sparte die Kosten für die Logikschaltung und ermöglichte IBM, es kostengünstig zu machen. Die Maschine wurde mit dem Code-Kadett benannt und zunächst für 1000 US-Dollar pro Monat gemietet.

1965 stellte IBM die vor IBM 1130 Wissenschaftlicher Computer, der als Nachfolger der 1620 zu verstehen war Forran und andere Sprachen.[10] Sowohl die 1620 als auch die 1130 wurden in ungefähre Schränkegröße in der Deskgröße eingebaut. Beide waren mit Add-On-Datenträgern, Druckern sowie Papier- und Panzerkarten-E/A erhältlich. Eine Konsole -Schreibmaschine für die direkte Interaktion war jeweils Standard.

Frühe Beispiele für Arbeitsstationen waren im Allgemeinen engagiert Minicomputer; Ein System, das eine Reihe von Benutzern unterstützt, wird stattdessen ausschließlich für eine Person reserviert. Ein bemerkenswertes Beispiel war das PDP-8 aus Digital Equipment Corporation, als erster kommerzieller Minicomputer angesehen.[11]

Das Lisp -Maschinen entwickelt bei MIT In den frühen 1970er Jahren war Pionier einiger der Prinzipien des Workstation-Computers, da sie eine leistungsstarke, vernetzte Einzelbenutzersysteme für stark interaktive Verwendung waren. Lisp -Maschinen wurden ab 1980 von Unternehmen wie kommerzialisiert Symbolik, Lisp -Maschinen, Texas Instrumente (das Ti Explorer) und Xerox (das Interisp-D Arbeitsstationen). Der erste Computer für einen Einzelbenutzer mit hochauflösenden Grafikeinrichtungen (und so eine Workstation im modernen Sinne des Begriffs) war die Xerox Alto entwickelt bei Xerox Parc 1973.[12] Andere frühe Arbeitsstationen umfassen die Terak 8510/a (1977),[13] Drei Flüsse perq (1979) und der spätere Xerox Star (1981).

1980er Jahre Anstieg der Popularität

In den frühen 1980er Jahren mit dem Aufkommen von 32-Bit Mikroprozessoren so wie die Motorola 68000Es erschien eine Reihe neuer Teilnehmer in diesem Bereich, einschließlich Apollo -Computer und Sun Microsystems,[14] Wer kreierte Unix-basierende Workstationen basierend auf diesem Prozessor.[15][16] In der Zwischenzeit, DARPA's VLSI -Projekt Erstellte auch mehrere Spinoff -Grafikprodukte, insbesondere die SGI 3130, und Siliziumgrafik'Bereich der folgenden Maschinen. Es war nicht ungewöhnlich, den Zielmarkt für die Produkte zu differenzieren, wobei Sun und Apollo als zu betrachten waren Netzwerkarbeitsstationen, während die SGI -Maschinen waren Grafikworkstationen. Wie RISC Mikroprozessoren wurden Mitte der 1980er Jahre erhältlich, diese wurden von vielen Workstation-Anbietern übernommen.[17]

Die Systeme, die aus Workstationsunternehmen stammen Scsi oder Faserkanal Festplattenspeichersysteme, High-End 3D -Beschleuniger, Single oder mehrere 64-Bit Prozessoren,[18] große Mengen von RAMund gut gestaltete Kühlung. Darüber hinaus haben die Unternehmen, die die Produkte herstellen, in der Regel umfassende Reparatur-/Ersatzpläne. Da die Unterscheidung zwischen Workstation und PC verblasst, haben die Hersteller von Workstation jedoch zunehmend "PC -Komponenten" und Grafiklösungen "und nicht von proprietärer Hardware oder Software verwendet". Einige "kostengünstige" Arbeitsstationen sind nach PC-Standards immer noch teuer, bieten jedoch eine binäre Kompatibilität mit höheren Workstationen und Servern, die vomselben Anbieter hergestellt werden. Auf diese Weise kann die Softwareentwicklung auf kostengünstigen Desktop-Maschinen (relativ zum Server) stattfinden.

Dünne Clients und X -Terminals

Es gab mehrere Versuche, a zu produzieren Workstation-ähnliche Maschine speziell für den niedrigstmöglichen Preis im Gegensatz zur Leistung. Ein Ansatz besteht darin, den lokalen Speicher zu entfernen und die Maschine auf Prozessor, Tastatur, Maus und Bildschirm zu reduzieren. In einigen Fällen diese disklose Knoten würde immer noch ein herkömmliches Betriebssystem ausführen und Berechnungen lokal durchführen, mit Speicher auf einer Fernbedienung Server.[19] Diese Ansätze sollen nicht nur die anfänglichen Kaufkosten des Systems reduzieren, sondern die Kosten senken Eigentumsgesamtkosten Durch die Reduzierung der vom Benutzer erforderlichen Verabreichungsmenge.[20]

Dieser Ansatz wurde erstmals als Ersatz für PCs in Office -Produktivitätsanwendungen mit dem versucht 3Station durch 3com Als frühes Beispiel; In den 1990ern, X Terminals spielte eine ähnliche Rolle für das technische Computing. Sun hat ebenfalls eingeführt "Dünne Kunden", vor allem es ist es Sonnenstrahl Produktpalette.[21] Traditionelle Workstations und PCs sinken jedoch weiterhin den Preis, was dazu neigt, den Markt für Produkte dieser Art zu unterbieten.

3M Computer

A Nächste Station Grafikworkstation aus 1990
Sony News Workstation: 2x 68030 @ 25 MHz, 1280x1024 256-Farben-Display
SGI Indy Grafikworkstation
Ein SGI O2 Grafikworkstation
HP C8000 Workstation Laufen HP-UX 11i mit CDE
Sechs Workstations: vier HP Z620, ein HP Z820, ein HP Z420.

In den frühen 1980er Jahren musste eine High-End-Workstation die drei Frau, die sogenannte "3M-Computer", eine Megabyte Speicher, ein Megapixel-Display (ungefähr 1000 × 1000) und ein "treffen" treffen.Megaflops"Berechnen Sie die Leistung (mindestens eine Million Gleitkommaoperationen pro Sekunde).[22][a] So begrenzt dies heute auch sein mag, es war mindestens eine Größenordnung über die Kapazität des Personals der Zeit hinaus; das ursprüngliche 1981 IBM PC Hatte 16 KB-Speicher, eine nur Textanzeige und eine schwebende Punktleistung in der Nähe 1kflops (30 kflops mit dem optionalen 8087 Mathematik -Koprozessor). Andere wünschenswerte Funktionen, die zu diesem Zeitpunkt nicht in Desktop-Computern zu finden sind, waren Netzwerke, Grafikbeschleunigung sowie interne und periphere Datenbusse mit Hochgeschwindigkeit.

Ein weiteres Ziel war es, den Preis für ein solches System unter einem "Megapenny" zu bringen, das heißt weniger als 10.000 Dollar;[23] Dies wurde erst in den späten 1980er Jahren erreicht, obwohl viele Arbeitsstationen, insbesondere Mittelklasse- oder High-End $ 15.000 zu 100.000 Dollar und in den frühen bis Mitte der neunziger Jahre.

Trends, die zum Rückgang führen

Die weiter verbreitete Einführung dieser Technologien in die Mainstream -PCs war ein direkter Faktor für den Rückgang der Workstation als separates Marktsegment:[24]

  • Äußerst zuverlässige Komponenten: Zusammen mit mehreren CPUs mit größerem Cache und fehlerkorrigierender Speicher kann dies heute das Unterscheidungsmerkmal einer Workstation bleiben. Obwohl die meisten in modernen Workstations implementierten Technologien zu geringeren Kosten für den Verbrauchermarkt erhältlich sind, ist es eine große Herausforderung, gute Komponenten zu finden und sicherzustellen, dass sie kompatibel miteinander zusammenarbeiten. Da Workstations für High-End-Aufgaben wie Wettervorhersage, Video-Rendering und Spieledesign konzipiert sind, wird für selbstverständlich angesehen, dass diese Systeme ohne Ausgabe unter Volllast, ohne Unterbrechung ohne Probleme laufen müssen. Alle off-the-Shelf-Komponenten können verwendet werden, um eine Workstation zu erstellen, aber die Zuverlässigkeit solcher Komponenten unter solchen strengen Bedingungen ist ungewiss. Aus diesem Grund werden fast keine Arbeitsstationen vom Kunden selbst gebaut, sondern von einem Anbieter wie z. Hewlett Packard / HP Inc., Fujitsu, IBM / Lenovo, Sun Microsystems, SGI, Apfel, oder Dell.
  • Hardwareunterstützung für Schwimmpunkt Vorgänge: Optional auf dem ursprünglichen IBM PC; blieb auf einem separaten Chip für Intel -Systeme, bis die 80486DX Prozessor. Selbst dann blieb die X86-Floating-Punkt-Leistung aufgrund von Einschränkungen in seiner Architektur weiterhin hinter anderen Prozessoren zurück. Heute haben auch PCs mit niedrigem Preis im Bereich Gigaflops.
  • Hochleistung 3D -Grafik Hardware für computergestütztes Design (CAD) und Computer generiertes Bild (CGI) Animation: Obwohl dies auf dem PC-Markt immer beliebter ist, um die Mitte bis Ende der neunziger Jahre, hauptsächlich von Computerspielen. Zum NvidiaDie Integration der Transformation und Beleuchtung in die GPU selbst setzen die GeForce 256 Abgesehen von älteren 3D -Beschleunigern, die sich auf die CPU stützten, um diese Berechnungen durchzuführen (auch als Software -Transformation und Beleuchtung bezeichnet). Diese Reduzierung der Komplexität der 3D -Grafiklösung brachte die Kosten für solche Hardware auf ein neues Tief und machte es billigen Verbrauchern zugänglich Grafikkarten Anstatt sich auf die vorherige teure, professionell orientierte Nische zu beschränken, die für computergestütztes Design (CAD) entwickelt wurde. Der T & L -Motor von NV10 ermöglichte es NVIDIA auch, zum ersten Mal in den CAD -Markt einzugeben, wobei die Quadro -Linie dieselben Siliziumchips wie die GeForce -Karten verwendet, jedoch unterschiedliche Fahrerunterstützung und Zertifizierungen auf die einzigartigen Anforderungen von CAD -Anwendungen zugeschnitten sind. Benutzer konnten jedoch die Geforce so weich machen, dass sie viele der Aufgaben für das viel teurere Quadro ausführen könnte.
  • Hochleistung CPUs: während RISC In den frühen Tagen (Anfang der 1980er Jahre) bot ungefähr eine Leistungsverbesserung der Zahl der Wertmangel über CISC Prozessoren vergleichbarer Kosten, eine bestimmte Familie von CISC -Prozessoren, Intel's x86hatte immer den Rand im Marktanteil und die Skaleneffekte das impliziert. Mitte der neunziger Jahre hatten einige X86-CPUs in einigen Bereichen eine Leistung bei der Parität mit RISC erzielt, z.
  • Hochleistungs-/Hochleistungsdatenspeicherung: Frühe Arbeitsstationen verwendeten tendenziell proprietäre Festplattenschnittstellen bis zum Auftreten des SCSI-Standards Mitte der 1980er Jahre. Obwohl SCSI -Schnittstellen bald für PCs verfügbar waren, waren sie vergleichsweise teuer und waren tendenziell durch die Geschwindigkeit des PCs begrenzt IST EIN peripherer Bus (obwohl SCSI Standard auf dem Standard wurde Apple Macintosh). SCSI ist eine erweiterte Controller -Schnittstelle, die besonders gut ist, wenn die Festplatte mit mehreren Anforderungen gleichzeitig fertig werden muss. Dies macht es für die Verwendung auf Servern geeignet, aber seine Vorteile für Desktop-PCs, die hauptsächlich Einzelbenutzerbetriebssysteme ausführen, sind weniger klar. Heutzutage ist die neue Festplattenschnittstelle der Wahl, wenn Desktop-Systeme mehr Multi-User-Funktionen erfassen Serielle ATA, der einen mit SCSI vergleichbaren Durchsatz hat, jedoch zu geringeren Kosten.
  • Schnelle Geschwindigkeit Networking (10 mbit/s oder besser): 10 MBIT/s -Netzwerkschnittstellen waren in den frühen neunziger Jahren häufig für PCs verfügbar, obwohl zu diesem Zeitpunkt die Workstationen noch höhere Netzwerkgeschwindigkeiten verfolgten und auf 100 Mbit/s, 1 Gbit/s und verfolgten 10 gbit/s. Die Skaleneffekte und die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsnetzwerken in selbst nichttechnischen Bereichen haben jedoch die Zeit, die es für neuere Netzwerktechnologien benötigt, dramatisch gesenkt, um Rohstoffpreise zu erreichen.
  • Große Displays (17- bis 21 Zoll) mit hohen Auflösungen und hohen Aktualisierungsrate, die bei PCs in den späten 1980er und frühen 1990er Jahren selten waren, wurden jedoch Ende der neunziger Jahre bei PCs üblich.
  • Große Speicherkonfigurationen: PCs (d. H. IBM-Kompatribüte) waren ursprünglich auf eine Speicherkapazität von 640 KB (nicht zählen Bankschalter "erweiterter Gedächtnis") bis zur Einführung von 1982 der 80286 Prozessor; Frühe Workstations ermöglichten Zugang zu mehreren Megabyte Gedächtnis. Auch nachdem PCs mit dem 80286 die 640 kb-Grenze abgebrochen hatten, waren spezielle Programmierungstechniken erforderlich, um erhebliche Mengen an Speicher bis zum 80386 anzusprechen, im Gegensatz zu anderen 32-Bit-Prozessoren wie z. Sparc Dies war ein unkomplizierter Zugriff auf fast den gesamten 4 -GB -Speicheradressenbereich. Seit Anfang der neunziger Jahre sind 64-Bit-Workstations und Server, die einen Adressbereich unterstützen, weit über 4 GB hinaus verfügbar, eine Technologie, die gerade erst Mitte der 2000er Jahre auf dem PC-Desktop- und Servermarkt angezeigt wird.
  • Betriebssystem: Frühe Workstations haben die durchgeführt Unix Betriebssystem (OS), a Unix-artig Variante oder ein nicht verwandtes äquivalentes Betriebssystem wie z. VMs. Der PC -CPUs der Zeit hatte Einschränkungen der Speicherkapazität und SpeicherzugriffsschutzSie machten sie ungeeignet, um Osen dieser Raffinesse zu betreiben, aber auch dies begann sich Ende der 1980er Jahre als PCs mit dem zu ändern 32-Bit 80386 mit integriertem PAGED Mmus wurde weithin erschwinglich.
  • Enge Integration zwischen dem Betriebssystem und der Hardware: Workstation -Anbieter entwerfen sowohl die Hardware und verwalten die Unix -Betriebssystemvariante, die darauf ausgeführt wird. Dies ermöglicht viel strengeres Test als bei einem Betriebssystem wie Windows möglich. Windows erfordert, dass Hardware-Anbieter von Drittanbietern konforme Hardware-Treiber schreiben, die stabil und zuverlässig sind. Auch geringfügige Schwankungen der Hardwarequalität wie Timing oder Verarbeitungsqualität können die Zuverlässigkeit der Gesamtmaschine beeinflussen. Workstation-Anbieter sind in der Lage, sowohl die Qualität der Hardware als auch die Stabilität der Treiber für Betriebssysteme zu gewährleisten, indem diese Dinge intern validieren, und dies führt zu einer allgemein zuverlässigeren und stabileren Maschine.

Platz auf dem Markt

Dell -Präzision 620MT mit Dual Pentium III Prozessoren
Sun Ultra 20 mit AMD Opteron Prozessor und Solaris 10

Seit der Jahrtausendwende ist die Definition von "Workstation" in gewissem Maße verwischt. Viele der in "Workstations" verwendeten Komponenten sind nun überein Der High-End-Verbrauchermarkt, wie der "Enthusiast" -Spame-Markt, kann schwierig sein zu sagen, was als qualifiziert ist. "Desktop-PC"und eine" Workstation "). In einem anderen Fall die Nvidia GeForce 256 Grafikkarte erzeugt die Quadro, die dieselbe GPU, aber unterschiedliche Fahrerunterstützung und -zertifizierungen auf den einzigartigen Anforderungen von CAD-Anwendungen hatten und zu einem viel höheren Preis verkauft wurden. fähig plus es könnte weichmodifiziert werden, um Features nominell exklusiv für den Quadro zu entsperren.[25]

Workstations waren in der Regel die Treiber von Fortschritten in der CPU -Technologie. Obwohl sowohl der Verbraucherdesktop als auch die Workstation von CPUs profitieren sterben, deren Anwendung IBMs Power4 war ein Pionier), moderne Workstations verwenden in der Regel mehrere Multicore-CPUs, fehlerkorrigierende Speicher und viel größere On-Die-Caches als diejenigen, die auf CPUs auf Verbraucherebene zu finden sind. Solche Stromversorgung und Zuverlässigkeit sind normalerweise nicht auf einem allgemeinen Desktop -Computer erforderlich. IBM-basierte Prozessorboards von IBM und die Intel-basierten XEON-Prozessorboards auf Workstation-Ebene haben beispielsweise mehrere CPUs, mehr On-Die-Cache und ECC-Speicher, die für die anspruchsvolle Inhaltsbereitung, das Engineering und die wissenschaftliche Arbeit besser geeignet sind als zu allgemeinem Desktop -Computing.

Einige Workstations sind für die Verwendung mit nur einer bestimmten Anwendung konzipiert, z. B. zum Beispiel, z. Autocad, Begeistert Xpress Studio HD, oder 3D Studio Max. Um die Kompatibilität mit der Software zu gewährleisten, fragen Käufer in der Regel nach einem Zertifikat des Softwareanbieters. Der Zertifizierungsprozess macht den Preis der Workstation um mehrere Stufen, aber für professionelle Zwecke kann die Zuverlässigkeit wichtiger sein als die anfänglichen Kaufkosten.

Aktueller Workstation Market

Dell Precision T3500 Workstation mit Intel Xeon Prozessoren
Hewlett Packard Z820, an x86-64-basierte Workstation
In einer HP Z820 Workstation

Rückgang der RISC-basierten Arbeitsstationen

Bis Januar 2009 alle RISC-Basierte Workstation -Produktlinien wurden eingestellt:

  • Hewlett-Packard zog seinen letzten zurück HP 9000 PA-RISC-Sitz-Desktop-Produkte vom Markt im Januar 2008.[26]
  • IBM zog die Pensionierung der Intellistierungskraft am 2. Januar 2009.[27]
  • SGI beendete die allgemeine Verfügbarkeit seiner MIPS-basierten SGI -Kraftstoff und Sgi Tezro Workstations im Dezember 2006.[28]
  • Sun Microsystems kündigte für das letzte Lebensende für seine letzten an Sonne Ultra SPARC Workstations im Oktober 2008.[29]

In Anfang 2018 wurden im Handel erhältlich RISC-basierte Workstationen in Form einer Reihe von einer Reihe von IBM Power9-basierte Systeme von Raptor Computing Systems.[30][31]

Wechsel zu x86-64 Workstations

Der aktuelle Workstation-Markt verwendet X86-64-Mikroprozessoren. Zu den für diese Plattformen verfügbaren Betriebssysteme gehören Microsoft Windows, Freebsd, verschiedene Linux -Verteilungen, Apfel Mac OS (früher bekannt als OS X) und Orakel Solaris.[32] Einige Anbieter vermarkten auch Monokolben-Systeme als Workstations.

Drei Arten von Produkten werden im Rahmen des Workstation Dach vermarktet:

  1. Workstation Blade Systems (IBM HC10 oder Hewlett-Packard XW460C. Sonnenvisualisierungssystem ähnelt diesen Lösungen)[33]
  2. Ultra High-End Workstation (SGI Virtu Vs3xx)
  3. CPUs der Serverklasse und Chipsätze auf großen Motherboards der Serverklasse mit High-End-RAM (CPUs und Chipsätze im Serverklassen enthalten) (HP Z-Serie Workstations und Fujitsu Celsius Arbeitsstationen)

Workstation Definition

Ein bemerkenswerter Bestandteil des Desktop -Marktes sind Computer, die voraussichtlich als Workstations durchgeführt werden, aber die Verwendung von PC -Betriebssystemen und -komponenten. Komponentenhersteller segmentieren häufig ihre Produktlinie und Marktprämienkomponenten, die den billigeren Modellen funktional ähnlich sind, aber ein höheres Maß an Robustheit oder Leistung aufweisen.[34]

Ein PC der Workstation-Klasse hat möglicherweise einige der folgenden Funktionen:

Siehe auch

Anmerkungen

  1. ^ RFC 782 definierte die Workstation -Umgebung allgemeiner als Hardware und Software, die einem einzelnen Benutzer gewidmet istund dass es für die Verwendung zusätzlicher gemeinsamer Ressourcen sorgt.

Verweise

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Externe Links

  • Medien im Zusammenhang mit Workstations bei Wikimedia Commons