Файл: Состав и свойства вычислительных систем. Информационное и математическое обеспечение вычислительных систем..pdf

Понятия и терминология в области математического обеспечения и системного программирования еще не четко установились. Ранее в состав ОС включались трансляторы, теперь большинство исследователей относят их к прикладным программам, работающим под управлением ОС. Разными учеными название компонент ОС, а часто и разбиение ОС на отдельные компоненты делается по-разному. Это связано главным образом с быстрым развитием этой области науки и непрерывным появлением новых понятий.

Кроме рассмотренного выше математического обеспечения ЭВМ общего назначения (операционные системы и прикладные пакеты общего назначения), имеется и продолжает активно создаваться математическое обеспечение, нацеленное на решение конкретных проблем в различных отраслях науки, техники и народного хозяйства. Программные проблемно-ориентированные комплексы создаются с использованием языковых средств и других возможностей, предоставляемых ОС ЭВМ. Объем этого математического обеспечения намного превосходит объем математического обеспечения ЭВМ общего назначения.

В крупных институтах ядерной физики и физики высоких энергий используются десятки (иногда более сотни) ЭВМ разного класса в основном для управления и съема информации с экспериментальных установок. Для каждой такой установки созданы специализированные ОС реального времени или разделения времени. Специализированные ОС обеспечивают функционирование не только ЭВМ, но и сложных электронно-механических систем. Большие комплексы программ под управлением этих ОС контролируют правильность работы аппаратуры, съем информации, ее обработку, сжатие и накопление. Экспериментатору предоставляются богатые средства диалогового графического взаимодействия с системой.

Часть систем работает в режиме автоматического опознавания событий и их изображений. Кроме специализированных ОС, в состав математического обеспечения экспериментов также входят большие комплексы программ, предназначенные для обработки экспериментальной информации. Система программ для обработки фильмовой информации имеет объем в десятки тысяч операторов фортрана, она создана в рамках модульной системы программирования ГИДРА. Система ГИДРА предоставляет пользователю средства для редактирования, организации хранения различных версий программ, для создания версий программ для конкретной трековой камеры, эксперимента и типа доступной электронной машины. В системе нашли воплощение все современные достижения программирования: модульный принцип, структурное программирование, самодокументирование, динамическое распределение оперативной памяти, удобные средства генерации. Создание конкретной версии программы сводится к написанию последовательности строк, указывающих тип измерительного устройства, этап обработки и форму выдачи информации, и к заданию числовой информации, описывающей параметры трековой камеры (константы оптической системы, карта магнитного поля) и топологию изучаемых событий. Результатом работы системы является текст программы на фортране, сгенерированный из модулей, хранящихся в системе или введенных пользователем.

---

Не только для ядерной физики, но и для многих других отраслей науки и техники созданы большие проблемно-ориентированные комплексы программ. Среди них комплексы программ для обработки информации в молекулярной биологии и кристаллофизике, ЭПАК и сейсморазведке (СЕИСПАК) полезных ископаемых, программные комплексы для автоматизации проектирования, для автоматизированных систем управления (АСУ) в народном хозяйстве и многие др. Как правило, создание программы для решения той или другой задачи с использованием проблемно-ориентированных систем сводится к подготовке ее описания на языке, являющемся управляющим, входным языком системы и построенным на основе определений и понятий, используемых в данной области науки, техники.^[17]

Таким образом, математическое обеспечение ЭВМ можно представить в виде двух уровней.

Первый уровень - комплекс программ, входящих в ОС или работающих под ее непосредственным управлением, который является общим математическим обеспечением, поставляемым вместе с вычислительной системой. Кроме программ собственно ОС, в общее математическое обеспечение входят в первую очередь трансляторы в машинно-ориентированных и широко распространенных процедурно-ориентированных алгоритмических языков, а также библиотеки стандартных подпрограмм общего назначения.

Информационное обеспечение

Понятие информационное обеспечение широко применяется при изучении действующего на объекте документооборота и состава форм документов, информационных связей между подразделениями, организации формирования, приема, передачи данных на всех уровнях управления, состояния нормативно-справочной информации и систем классификации и кодирования, а также других аспектов обеспечения персонала информацией, необходимой для планирования производственных процессов, учета состояния объекта и принятия решения по управлению им. Так, ИнфС (информационная система) предприятия как объекта управления рассматривается как многоуровневая коммуникационная сеть системы управления, в рамках которой реализуются процессы по поступлению, передаче, обработке, накоплению и выдаче информации.^[18]

При сложившихся традиционных методах обработки информации (без использования АС) для целей управления объектом каждое функциональное подразделение (плановый отдел, бухгалтерия, отдел материально-технического снабжения и т. д.) имеет свои информационные связи с производственными подразделениями (цехами, складами и т. д.). При этом информационные потоки во многом дублируются. Однородные данные, полученные одним функциональным подразделением не могут быть реализованы другим подразделением ввиду разной формы представления. Это приводит к большим затратам на обработку информации.

---

Создание и функционирование АС, базирующейся на интеграции обработки данных с применением новейших средств и методов, вот основное назначение использования автоматизированных методов обработки информации. При организации интегрированной системы обработки существенно изменяются традиционные информационные потоки. Здесь данные направляются от производственных подразделений в центр обработки, который связан с памятью машины. И ведет необходимые расчеты для снабжения функциональных служб соответствующей информацией.^[19]

Характер производственных процессов оказывает влияние на организационную структуру предприятия и на функциональные обязанности управленческого персонала отдельных подразделений. Эти особенности оказывают влияние на перечень показателей, которыми оперирует управленческий персонал данной функции на конкретном предприятии. Перечень показателей специфичен по составу и вполне определен для каждой функции, так как обуславливает существенные, стабильные для данной системы действия. Все это должно быть отражено в структуре АС, в которой фактически фиксируется модель производственной и управленческой деятельности предприятия.

Любая система управления может функционировать только в том случае, если в ней циркулирует информация. Поэтому процесс управления связан с хранением, преобразованием и использованием информации, отражающей всю производственно-хозяйственную деятельность управляемого объекта в различных показателях. Любой процесс управления − это, прежде всего, информационный процесс, который предполагает выполнение функций по сбору, передаче, обработке, анализу информации и принятию соответствующих решений. В общем, схематическом виде информационные потоки включает в себя следующие основные элементы:^[20]

1. на вход системы поступают трудовые и материальные ресурсы, необходимые для производства продукции; непосредственный процесс производства, в ходе которого осуществляется переработка ресурсов;
2. производственно-технологический блок, или управляемый объект, отражает непосредственный процесс производства, в ходе которого осуществляется переработка ресурсов;
3. на выход системы поступает готовая продукция, что характеризует достижение поставленной цели;
4. блок управления осуществляет информационную связь (прямую и обратную) компонентов производственной системы, обеспечивая их целенаправленное и согласованное функционирование.

---

Схема 2 – Информационные потоки

Основные информационные потоки между внешней средой, управляемым объектом и системой управления помечены метками ИП1, ИП2, ИП3, ИП4 и связаны с поддерживающей их ИнфС. ИнфС представляет собой совокупность технических, программных и информационных средств, объединенных в единую систему с помощью информационных потоков с целью сбора, хранения, обработки и выдачи необходимой информации, предназначенной для целей управления, где:

ИП1 − информационный поток из внешней среды в систему управления, который, с одной стороны, представляет задание на изготовление продукции, поток нормативной информации, создаваемый государственными учреждениями в части законодательства, а, с другой стороны, − поток информации о состоянии внешней среды;

ИП2 − информационный поток из системы управления во внешнюю среду, а именно: отчетная информация, всевозможные запросы и т. д.;

ИП3 − информационный поток из системы управления на управляемый объект (прямая связь), представляющая собой совокупность плановой, нормативной и распорядительной информации для осуществления процессов по изготовлению продукции;

ИП4 − информационный поток от управляемого объекта в систему управления (обратная связь), который отражает учетную информацию о состоянии управляемого объекта (наличия сырья, материальных, денежных, энергетических, трудовых ресурсов) в результате выполнения процессов по изготовлению продукции.

По итогам данного проекта мы смело можем сделать вывод, что знание и принцип сборки той или иной вычислительной системы просто необходимо в современном мире. Уже ни одна организация не обходится без вычислительной техники. Перед данной работой стояла задача – выяснить из чего состоят вычислительные системы, какое им требуется обеспечение и почему без того или иного компонента ВС не сможет решить определенную задачу.

Заключение

По итогам данного проекта мы смело можем сделать вывод, что знание и принцип сборки той или иной вычислительной системы просто необходим в современном мире. Ужи ни одна организация не обходится без вычислительной техники. Перед данной работой стояла задача – выяснить из чего состоят вычислительные системы, какое им требуется обеспечение и почему без того или иного компонента ВС не сможет решить определенную задачу.

---

Так что из этого следует, что к вопросу сборки вычислительной систему следует подходить очень ответственно. Для начала требуется узнать: какие задачи будет выполнять конкретная ВС. Отталкиваясь от этого следует выбирать комплектующие: аппаратное и программное обеспечение. После следует выявить свойства данной системы, найти слабости и добиться максимальной эффективности.

Библиография

Степанов А. Н. Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей / Аппаратная конфигурация вычислительных машин, 2007. - 592 с.

Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные машины, сети и телекоммуникационные системы / Свойства вычислительных систем 2009. - 857 с.

Орлов С.А., Цилькер Б.Я. Организация ЭВМ и систем / Параллельные вычисления 2011. - 688 с.

Максимов Н.В., Партыка Т. Л., Попов И. И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем / Архитектура и структура вычислительных машин и систем 2005. - 514 с.

Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и коммуникации / Информатика и вычислительные системы 2004. - 706 с

Симонович С.В. Информатика - Базовый Курс / Устройство персонального компьютера 2005. - 454 с

Хорошевский В.Г. Архитектура вычислительных систем / Архитектура вычислительных систем 2008. - 518 c.

Михайлов Б.М., Халабия Р.Ф. Классификация и организация вычислительных систем / Общая классификация вычислительных систем 2010. - 145 с.

Токмаков Г.П. Информационное обеспечение автоматизированных систем 2002 / Основные понятия информационного обеспечения 2002. - 87 с.

Ремонтов А.П., Писарев А.П. Вычислительные машины и системы / Характеристики и классификация ЭВМ и систем 2006. - 96с.

Павлов А.В. Архитектура вычислительных систем / Аналоговые и цифровые вычислители 2016. - 89с.

Пржиялковский В.В., Ломов Ю.С. Технические и программные средства единой системы ЭВМ / Средства организации вычислительных систем 1980. - 173с.

1. Степанов А. Н. Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей / Аппаратная конфигурация вычислительных машин, 2007. – С. 82 ↑

2. Максимов Н.В., Партыка Т. Л., Попов И. И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем / Архитектура и структура вычислительных машин и систем 2005. – С. 97 ↑

3. Симонович С.В. Информатика - Базовый Курс / Устройство персонального компьютера 2005. – С. 62-75 ↑

4. Симонович С.В. Информатика - Базовый Курс / Устройство персонального компьютера 2005. – С. 62-75 ↑

5. Симонович С.В. Информатика - Базовый Курс / Устройство персонального компьютера 2005. – С. 62-75 ↑

6. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и коммуникации / Информатика и вычислительные системы 2004. – С. 172 ↑

7. Симонович С.В. Информатика - Базовый Курс / Устройство персонального компьютера 2005. – С. 62 ↑

8. Токмаков Г.П. Информационное обеспечение автоматизированных систем 2002 / Основные понятия информационного обеспечения 2002. – С. 7-11 ↑

9. Токмаков Г.П. Информационное обеспечение автоматизированных систем 2002 / Основные понятия информационного обеспечения 2002. – С. 7-11 ↑

10. Ремонтов А.П., Писарев А.П. Вычислительные машины и системы / Характеристики и классификация ЭВМ и систем 2006. – С.7-11 ↑

11. Орлов С.А., Цилькер Б.Я. Организация ЭВМ и систем / Параллельные вычисления 2011. – С. 450 ↑

12. Ремонтов А.П., Писарев А.П. Вычислительные машины и системы / Характеристики и классификация ЭВМ и систем 7 2006. - 96с. ↑

13. Ремонтов А.П., Писарев А.П. Вычислительные машины и системы / Характеристики и классификация ЭВМ и систем 7 2006. - 96с. ↑

14. Пржиялковский В.В., Ломов Ю.С. Технические и программные средства единой системы ЭВМ / Средства организации вычислительных систем 1980. – С. 80 ↑

15. Пржиялковский В.В., Ломов Ю.С. Технические и программные средства единой системы ЭВМ / Средства организации вычислительных систем 1980. – С. 80 ↑

16. Павлов А.В. Архитектура вычислительных систем / Аналоговые и цифровые вычислители 2016. – С. 17 ↑

17. Павлов А.В. Архитектура вычислительных систем / Аналоговые и цифровые вычислители 2016. – С. 17 ↑

18. Токмаков Г.П. Информационное обеспечение автоматизированных систем 2002 / Основные понятия информационного обеспечения 2002. – С. 7 ↑

19. Токмаков Г.П. Информационное обеспечение автоматизированных систем 2002 / Основные понятия информационного обеспечения 2002. – С. 14 ↑

20. Михайлов Б.М., Халабия Р.Ф. Классификация и организация вычислительных систем / Общая классификация вычислительных систем 2010. – С. 12 ↑

---