|
1.6>2. Техническое обеспечение
В рамках технического обеспечения (Hardware) осуществляется выбор и оснащение одно- и многоуровневых компьютерных Информационных систем необходимыми техническими средства- да. Правильный выбор комплекса технических средств (КТС) оказывает определяющее влияние на эффективность функционирования информационной системы. Для одних и тех же информаци- уртцу параметров и сходных производственных условий построже КТС может быть осуществлено в самых различных, но рав- доенных по функциональному назначению вариантах. В качестве риев оптимальности при равных функциональных возмож- КТС могут выступать: минимальная стоимость КТС, минная стоимость обслуживания и др. В многоуровневых системах задача по выбору КТС решается с Й>мощью моделирования. При этом обязательно учитывается тот
Ё |
1, что любая информационная система является постоянно раз- ющейся системой и ее КТС должен иметь возможность при не- димости перестраиваться на решение новых задач. Несколько Проще решается вопрос по выбору КТС на нижнем уровне управле- Йия, хотя и здесь, например, при формировании локальных вычислительных сетей (ЛВС) на базе ПЭВМ прибегают к моделированию. '' Для расчета параметров КТС создается модель функционирования системы, в которой в качестве аргументов выступают:
• объемы входной информации;
• алгоритмы обработки данных по каждой задаче;
■ режимы функционирования подсистем;
/ ■ объемно-временные характеристики информации;
■ характеристики надежности всех элементов системы и др.
В качестве искомых величин модели выступают:
■ рабочие параметры всех составляющих КТС;
■ способы организации вычислительных процессов, режимов работы;
■ параметры, характеризующие эффективность работы КТС и др.
А
Основой любого КТС является компьютер (электронная вычислительная машина — ЭВМ). По размерам и функциональным возможностям ЭВМ можно разделить на:
■ суперЭВМ;
■ большие ЭВМ;
■ малые ЭВМ;
■ микроЭВМ.
К суперЭВМ относятся мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием до сотни миллиардов операций в секунду (оп/сек). Типовая модель суперЭВМ XXI века будет иметь, по прогнозу, следующие характеристики:
■ быстродействие более 100 млрд. оп/сек;
■ объем оперативной памяти 10 Гбайт;
■ объем дисковой памяти 1—10 Тбайт;
■ разрядность процессора 64, 128 бит.
Создать такую высокопроизводительную ЭВМ по современной технологии на одном микропроцессоре не представляется возможным ввиду ограничения, обусловленного конечным значением скорости распространения электромагнитных волн (300 000 км/сек), ибо время распространения сигнала на расстояние в несколько миллиметров (это линейный размер современного микропроцессора) при быстродействии 100 млрд. оп/сек становится соизмеримым со временем выполнения одной операции. Поэтому суперЭВМ создаются в виде параллельных многопроцессорных вычислительных систем. Современные модели: CRAY 3, 4 (фирма CRAY RESEARCH), SX (фирма NEC), VP-2000 (фирма FUJITSU), «Эльбрус» (Россия) и др.
Большие ЭВМ (ЭВМ общего назначения) за рубежом часто называют мэйнфреймами (Main frame). К мэйнфреймам относятся, как правило, компьютеры, имеющие следующие характеристики:
■ быстродействие не менее 10 млн. оп/сек;
■ объем оперативной памяти от 64 до 10 000 Мбайт;
■ объем дисковой памяти не менее 50 Гбайт;
■ многопользовательский режим работы (одновременно обслуживают от 16 до 1000 пользователей).
Родоначальником современных больших ЭВМ этого класса явились в нашей стране машины ЕС ЭВМ, а за рубежом IBM-360 и IBM-370.
Основные направления применения мэйнфреймов — это решение научно-технических задач, работа в вычислительных системах с пакетной обработкой информации, работа с большими базами данных, управление вычислительными сетями и их ресурсами. По экспертным оценкам, на мейнфреймах сейчас находится около 70% всей информации компьютерных систем обработки данных. Современные модели: IBM-390, IBM-4300, IBM ES/9000 (фирма IBM), M-I800 (фирма FUJITSU) и др.
| Малые ЭВМ (мини-ЭВМ) — надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по сравнению с мэйнфреймами техническими возможностями. К достоинствам мини-ЭВМ можно отнести специфическую архитектуру с большой модульностью, лучшее соотношение производительность/ цена.
Мини-ЭВМ ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных комплексов в технологических процесс у, наряду с этим мини-ЭВМ успешно применяются для вычислений в многопользовательских вычислительных системах, в систе- дас автоматизированного проектирования (САПР), в системах Моделирования несложных объектов, в системах искусственного Интеллекта. К отечественным мини-ЭВМ относятся машины СМ ЭДМ: СМ-4, СМ-1400, СМ-1700 и др. Зарубежные современные (Одели: VAX-11, VAX-3600, VAX класса 8000, VAX класса 9000, HP $000, IBM 4381 и др.
>» ЭВМ класса суперЭВМ, больших ЭВМ, малых ЭВМ размещают- специальных помещениях, называемых вычислительными центрами, и обслуживаются специально обученным персоналом. {Цльзователи ЭВМ этих классов не имеют физического доступа к ■вмпьютеру, доступ к вычислительным ресурсам осуществляется по каналам связи с пользовательских терминалов. В качестве терминалов могут выступать специальные дисплейные комплексы, либо Персональные компьютеры, являющиеся абонентскими пунктами вычислительной сети на базе ЭВМ вышеперечисленных классов.
Изобретение в 1969 г. микропроцессора привело к появлению в70-х годахXX века еще одного класса ЭВМ—микроЭВМ (рис. 1.10). Именно наличие микропроцессора служило первоначально опре- Ааляющим признаком микроЭВМ. Однако сейчас микропроцессоры используются во всех без исключения классах ЭВМ.
Универсальные многопользовательские микроЭВМ — это Мощные микроЭВМ, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям.
Рис. 1.10. Виды микроЭВМ |
Персональные компьютеры — однопользовательские микро- ЭВМ, удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности применения. К персональным ЭВМ относят компьютеры, удовлетворяющие следующим требованиям:
■ стоимость всей вычислительной системы лежит в пределах, делающих экономически выгодным использование системы одним человеком;
» необходимая вычислительная мощность обеспечивается за счет использования современной микропроцессорной техники;
■ вычислительная система обладает достаточной гибкостью для работы в различных приложениях (промышленность, деловая сфера, быт), а не ограничивается какой-либо одной сферой человеческой деятельности.
Серверы (server) — специализированные многопользовательские мощные микроЭВМ в компьютерных сетях, выделенные для обработки запросов от всех станций сети.
Рабочие станции (work station) представляют собой однопользовательские мощные микроЭВМ, специализированные для выполнения определенного вида работ (графических, инженерных, издательских).
Остановимся более подробно на персональных компьютерах. Они широко используются в информационных системах управления экономическими объектами. Основными достоинствами персональных компьютеров являются:
■ небольшие физические габариты;
■ мощные вычислительные возможности,
■ простота эксплуатации пользователем-непрофессионалом в области информационных технологий;
■ невысокая стоимость;
чг
и
( ■ отсутствие серьезных требований и ограничений по условиям эксплуатации. По конструктивным особенностям персональные компьютеры можно классифицировать следующим образом (рис. 1.11).
I < Рис. 1.11. Виды персональных ЭВМ |
i В конце 1981 г. фирма IBM выпустила персональный компьютер стационарного (настольного) типа PC IBM. Эта модель надолго стала своеобразным эталоном в мире персональных компьютеров. Переносные персональные компьютеры более многообразны. Их технические характеристики представлены в табл. 1.3.
Персональный компьютер — это комплекс электронных технических средств, предназначенный для автоматизации процесса обработки информации. Обобщенная структурная схема компьютера [рис. 1.12) включает в себя пять основных функциональных блоков: \ ■ арифметико-логическое устройство (АЛУ), в котором выполняются арифметические и логические действия над данными, введенными в ЭВМ для обработки;
■ устройство управления (УУ), обеспечивающее взаимодействие всех составных частей ЭВМ;
' ■ оперативная память (ОП), или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), которая предназначена для хранения введенной информации, программ вычислений и промежуточных результатов вычислений во время сеанса работы компьютера;
■ устройства ввода данных, необходимые для ручного или автоматического ввода и долговременного хранения информации;
■ устройства вывода данных, предназначенные для автоматического приема результатов обработки информации из ЭВМ и выдачи этих данных в виде, удобном для дальнейшего использования человеком.
А
Таблица t.3
Сравнительные характеристики переносных компьютеров
Параметр | Nomadic | LAP ТОР | NOTEBOOK | PALM ТОР | PDA | Organaizer |
Процессор | Pentium RISC | Pentium Pro Pentium | 486 SXL Pentium | CASIO NEC | ARM NEC |
|
Масса, кг | ло 1,5 | 5-10 | ло 1,5 | до 0,3 | 0,25-0,5 | до 0,2 |
Габариты, см | 40x30x20 | 35x25x10 | 25x15x6 | 15x8x2,5 | 20x10x3 | 15x8x2,5 |
ОЗУ/ПЗУ Мбайт | до 64 | до 64 | до 12 | 2/4 | 2/4 | 0,5 |
НЖМД, Гбайт не более | 0,5 |
|
|
| ||
Flash, Мбайт | - | - | ||||
CD-ROM (может бьггь) | да | Да | Да | нет | нет | нет |
Диагональ экрана, см | до 50 | до 40 | до 26 | до 10 | до 25 | до (0 |
Разрешение экрана (в пикселях) | 1024x760 | 640x480 | 800x600 | 640x480 | 640x480 | 320x200 |
Клавиатура | Стандартная | Стандартная и укороченная | Портативная | Портативная | Портативная и перо | Портативная |
Манипулятор | Мышь Трекбол | Трекбол Трекпоинт Трекпад | Трекбол Трекпоинт Трекпад | Трекпоинт Трекпад | Трекпоинт Трекпад | Трекпоинт Трекпад |
Технологические особенности оперативной памяти определяют то, что при отключении электропитания компьютера содержимое ОП теряется для пользователя. Информация, содержащаяся в ОП и необходимая для решения задачи, по мере необходимости выводится из нее и передается в АЛУ. После выполнения необходимых арифметико-логических преобразований информация
деовь заносится в память. Единицей измерения ОП является 1 байт, ровный 8 бит. Байт — это объем, достаточный для кодирования в двоичной системе счисления одного алфавитно-цифрового символа. Один бит представляет собой один двоичный разряд. Байтами измеряется не только оперативная память, но и память внешних Носителей информации. Обычно для обозначения объема памяти Используются укрупненные единицы измерения: 1 Кбайт = 1024 байта; 1 Мбайт = 1024 Кбайта; 1 Гбайт = 1024 Мбайта; 1 Тбайт = 1024 Гбайта.
Рис. 1.12. Обобщенная структурная схема компьютера |
Совокупность устройств компьютера, включающую УУ, АЛУ, внутреннюю регистровую память, принято называть центральным Процессором. В персональном компьютере его роль выполняет микропроцессор.
Взаимодействие пользователя с компьютером осуществляется посредством устройств ввода/вывода, которые еще называются периферийными устройствами. Наиболее распространенными устройствами ввода, используемыми в персональных ЭВМ, являются:
» клавиатура;
• манипуляторы (мышь, трекбол, трекпад, трекпоинт); ' • сканеры; \ ■ джойстики;
■ дисководы;
■ магнитофоны;
■ устройства речевого ввода;
" графические планшеты (диджитайзеры);
■ устройства приема информации из канала связи — модемы и др.
Клавиатура — важнейшее для пользователя устройство, с помощью которого осуществляется ввод алфавитно-цифровых данных, команд и управляющих воздействий в персональный компьютер.
Сканер — это устройство ввода в компьютер алфавитно-цифровой и графической информации непосредственно с бумажного носителя, в частности с бумажного документа. С помощью сканера можно вводить тексты, схемы, рисунки, графики, штриховые коды и другую графическую информацию. Сканеры весьма разнообразны: черно-белые и цветные, ручные и настольные (планшетные, роликовые, проекционные) и др.
К устройствам вывода относятся:
■ дисплеи (видеомониторы);
• принтеры (печатающие устройства);
• графопостроители (плоттеры);
■ дисководы;
■ магнитофоны;
■ устройства звукового вывода;
■ устройства выдачи информации в канал связи — модем и др.
Дисплей (видеомонитор) является важнейшим средством общения пользователя с компьютером. На экране дисплея может отображаться введенная пользователем в компьютер информация, результаты вычислений, реакция вычислительной системы на команды пользователя, другая необходимая пользователю информация. Для настольных персональных компьютеров используются различные типы видеомониторов, в том числе:
■ цветной дисплей — CD (Color Display);
■ улучшенный цветной дисплей — ECD (Enhanced CD);
■ профессиональная графическая система — PGS (Professional Grafics System) и др.
Принтер (печатающее устройство) — это устройство вывода данных из компьютера, преобразующее информацию из внутримашин- ного цифрового кода в соответствующие ему графические символы (буквы, цифры, знаки и т. п.) и фиксирующее эти символы на бумаге.
Принтеры являются наиболее развитой группой периферийных устройств компьютера, насчитывающей до 1000 различных модификаций. Принтеры отличаются друг от друга по таким признакам, как:
■ количество цветов;
■ способ формирования символов (знакопечатающие и знако- синтезирующие);
■ принцип действия (матричные, термические, струйные, лазерные);
^ ■ способ печати (ударные, безударные);
■ способ формирования строк (последовательный, параллельный);
■ ширина каретки;
. я длина печатной строки;
• набор символов;
> скорость печати;
а разрешающая способность, наиболее употребляемой единицей измерения является количество точек на дюйм (DPI — Dots per inch).
Персональные компьютеры могут использоваться в составе информационных систем в трех режимах:
а как автономные вычислительные установки;
а в качестве интеллектуальных терминалов больших и малых ЭВМ;
а в составе локальных и глобальных вычислительных сетей.
Создание высокоэффективных информационных систем в современных условиях связано с объединением средств вычислительной техники, обслуживающей отдельные предприятия, организации и их подразделения, с помощью средств связи в единую распределенную вычислительную систему.
В настоящее время компьютерные сети представляют собой высшую организационную форму применения компьютеров. Компьютерная сеть — это объединение компьютеров, каналов связи и средств передачи данных.
Для современных компьютерных сетей характерно:
■ объединение многих достаточно удаленных друг от друга компьютеров и(или) отдельных вычислительных систем в единую распределенную систему обработки данных;
■ применение средств приема-передачи данных и каналов связи для организации обмена информацией в процессе взаимодействия средств вычислительной техники;
• наличие широкого спектра периферийного оборудования, используемого в виде абонентских пунктов и терминалов пользователей, подключаемых к узлам сети передачи данных;
■ использование унифицированных способов сопряжения технических средств и каналов связи, облегчающих процедуру наращивания и замену оборудования;
■ наличие операционной системы, обеспечивающей надежное и эффективное применение технических и программных средств в процессе решения задач пользователей вычислительной сети.
Компьютерные сети позволяют автоматизировать управление производством, транспортом, материально-техническим снабжением в масштабе отдельных регионов и страны в целом.
Возможность концентрации в компьютерных сетях больших объемов данных, общедоступность этих данных, а также программных и аппаратных средств обработки и высокая надежность их функционирования — все это позволяет улучшить информационное обслуживание пользователей и резко повысить эффективность применения вычислительной техники.
Компьютерные сети классифицируются по различным признакам (рис. 1.13). По характеру реализуемых функций сети выделяют:
■ вычислительные, предназначенные для решения задач управления на основе вычислительной обработки исходной информации;
■ информационные, предназначенные для получения справочных данных по запросу пользователя;
■ смешанные, в которых реализуются вычислительные и информационные функции.
Классификационный признак
I
Характер реализуемых функций
Способ управления
Структура построения (топология)
Степень охвата территории
|
Децентрализованное Централизованное Смешанное |
- Вычислительные Информационные "Смешанные |
■ Глобальные ■ Региональные Локальные |
Радиальная (звездообразная) Кольцевая Иерархическая Общая шина Другие
|
Рис. 1.13. Классификация компьютерных сетей
По способу управления компьютерные сети делятся на сети:, • с децентрализованным управлением, когда каждая ЭВМ, входящая в состав сети, имеет полный набор программных средств для координации выполняемых сетевых операций;, ■ с централизованным управлением, при этом один компьютер в сети является главным и координирует работу сети;
• со смешанным управлением.
По структуре построения (топологии) (рис. 1.14) сети подразделяются на:
■ радиальные (звездообразные);
• кольцевые,
■ иерархические;
■ общая шина;
■ другие.
Радиальная |
Иерархическая |
( |
Кольцевая |
Общая шина |
Рис. 1.14. Топология компьютерных сетей |
По степени охвата территории различают сети:
■ глобальные (WAN — Wide Area Network), которые объединяют абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах Земли (например, Интернет);
• региональные (MAN — Metropolitan Area Network), которые связывают абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (например, региональная компьютерная сеть районных управ Москвы);
■ локальные (LAN — Local Area Network), объединяющие абонентов, расположенных в пределах небольших территорий (например, на территории одного предприятия или организации).
Компьютерные сети различных видов взаимодействуют друг с другом. Причем в состав глобальной сети могут входить как региональные, так и локальные сети (рис. 1.15).
Рис. 1.15. Взаимодействие компьютерных сетей |
Компьютерная сеть Интернет является наиболее популярной глобальной сетью. В ее состав входит множество свободно соединенных сетей, внутри которых существует конкретная структура связей и определенная дисциплина управления. Внутри Интернет структура и методы соединений между различными сетями для конкретного пользователя не имеют никакого значения. Само название Интернет означает «между сетей». Интернет обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней.
Помимо общедоступной информации в компьютерных сетях сосредоточивается информация, исключительное право на пользование которой принадлежит определенным лицам или группам лиц. Например, в информационной базе локальной сети предприятия может содержаться информация, представляющая собой его коммерческую тайну. Доступ к такой информации ограничен, по-
ргому в компьютерных сетях большое внимание должно уделяться защите информации от несанкционированного доступа.
Использование компьютерных сетей в информационных системах управления экономическими объектами на различных уровнях управления способствует ускорению взаимодействия всех участников процесса управления, что положительно сказывается На росте эффективности управленческих решений.
1.6.3. Программное обеспечение____________________________
Программное обеспечение (ПО), являющееся одной из основных обеспечивающих подсистем, связано с информационным Обеспечением, с технологией обработки данных, с комплексом технических средств, с организационным обеспечением. Программное обеспечение разрабатывается и развивается исходя из требований других обеспечивающих подсистем. " Программное обеспечение (Software) представляет собой совокупность программ обработки данных и инструкции по их эксплуатации (рис. 1.16).
|
Общесистемное ПО
"Операционные системы
■►Сервисные пакеты
'■"НЮистемы поддержки сетевых коммуникаций
^Системы
программирования
-►Текстовые редакторы -►Электронные
Прикладные пакеты и программы общего назначения |
таблицы -►Системы управления базами данных ► Графические системы ►■Другие
• АРМ бухгалтера
• АРМ экономиста. АРМ кадровика
• АРМ конструктора
Программное обеспечение (ПО) |
Проблем неориентированные пакеты и программы |
Интегрированные прикладные системы |
• АРМ кладовщика ■ Другие
|
Рис. 1.16. Состав программного обеспечения
Состав программного обеспечения зависит от класса ЭВМ, а внутри класса определяется набором выполняемых функций.
Программное обеспечение делится на:
■ общесистемное ПО, отвечающее за функционирование всей вычислительной системы в целом;
■ прикладное ПО, предназначенное для реализации алгоритмов решения задач в различных областях человеческой деятельности.
Основой общесистемного ПО является олерационная система (ОС). ОС предназначена для синхронизации работы всех составных частей и устройств компьютера, планирует и распределяет такие его ресурсы, как оперативная память, процессор, каналы связи. ОС полностью зависит от технических особенностей конкретной модели компьютера. Поскольку класс микроЭВМ отличается наибольшим разнообразием моделей, постольку и ОС, предназначенные для этого класса, довольно разнообразны. Если говорить о персональных микроЭВМ, то ОС развивались вместе с ними. Наиболее популярными и широко распространенными ОС для ПЭВМ были SCP, MS/DOS, WINDOWS, UNIX, OS/2 и др.
Помимо операционных систем, к общесистемному ПО относятся сервисные средства. Сервисные программные пакеты помогают пользователю компьютера в его работе с вычислительной системой. Для ПЭВМ такими сервисными программами являются следующие программы:
■ антивирусные;
■ организующие защиту от несанкционированного доступа;
■ используемые для архивации информации;
■ обслуживающие файловую систему компьютера;
■ для загрузки алфавитов и шрифтов в принтеры, клавиатуру и другие устройства ввода/вывода и т. п.
Другой крупной составляющей общесистемного ПО являются системы программирования (рис. 1.17). Системой программирования называется совокупность средств, которые используются для написания, трансляции и отладки программ на соответствующем языке программирования. Каждой системе программирования соответствует свой язык программирования.
Язык программирования — это специальный символический язык, применяемый для написания программ.
Транслятор представляет собой обрабатывающую программу, которая переводит пользовательскую программу, написанную на одном из языков программирования, на язык машинных кодов, с которыми непосредственно работает компьютер.
Система програм миров ания
|
| Язык программирования | |
| >• | Ассемблер |
|
| СИ |
|
| Паскаль |
|
| Бейсик |
J |
| Фортран |
и | *• | Ада |
>"4> |
|
|
Ч' | *> | Дельфи |
| > | Лого |
|
|
|
* | > | Другие |
Обрабаты вающие программы Трансляторы Линкеры- ко м панов щи ки Загрузчики Утилиты по работе с файлами |
|
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 40 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |