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

Пример описания кодов и классификаторов приведен в табл.1-4.

Таблица 1

Коды и классификаторы

Наименование кода	Метод классификации	Система кодирования	Иденти-фикатор	Количество объектов	Длина
Код номенклатуры	последовательный	порядковая	K_Mat	неограниченно	3
Код клиента	последовательный	порядковая	K_Klient	неограниченно	3
Код сотрудника	последовательный	порядковая	K_Sotr	неограниченно	6

Код номенклатуры – простой код, порядковая система кодирования.

Таблица 2

Классификатор номенклатуры

Наименование номенклатуры	Код
Пальто	001
Плащ	002
Шуба	003
Полушубок	004

Код клиента – простой код, порядковая система кодирования.

Таблица 3

Классификатор клиента

Ф.И.О. клиента	Код
Зарубин Юрий Константинович	001
Кузнецов Иван Афанасьевич	002
Рубцова Екатерина Ильинична	003
Червяков Александр Александрович	004
Чиркова Татьяна Григорьевна	005

Код сотрудника – простой код, порядковая система кодирования.

Таблица 4

Классификатор сотрудника

Сотрудник	Код
Иванов С И	000001
Фарафонов Б.И.	000002
Кузьмин И.Н.	000004
Сахаровский В.В.	000005

Для того чтобы понимать друг друга и передавать информацию у людей имеется мощный инструмент – естественный язык. В случае если люди говорят на разных языках, то приходится прибегать к услугам переводчика или изучать иностранный язык. Все это делается для одной единственной цели – создать единую среду обмена информацией. Данный аспект не менее актуален и для ВМ, тем более что в составе вычислительной системы, тем более, если ВС территориально рассредоточена и включает сотни и даже тысячи ЭВМ.

---

Кроме этого, все ВС состоят из набора уровней.
Состав требований к информационному обеспечению ВС достаточно обширен и содержит много важных аспектов. Перечислим данные требования:

• Результатная информация, которая предоставляется пользователю по запросу, должна иметь удобный для пользователя вид. Базы данных (БД), которые используются для решения поставленных перед ВС задач, должны содержать всю необходимую для решения задачи информацию. Таким образом, неполнота и противоречивость используемых данных недопустимы.
• Форматы сообщений и данных, должны максимально эффективно использовать производительность ТС. Различные сегменты ВС должны обладать свойством так называемой информационной совместимости. Информационная совместимость означает, что данные, которые имеют гетерогенную природу (т.е. различны по своей природе, например, аудио, видео, и др. виды данных), должны обрабатываться с одинаковой эффективностью.
• Необходимость организации вычислительной системы подразумевает создание единой информационно-коммуникационной среды, для чего могут быть применены две основные технологии, а именно, файл-серверная и клиент-серверная технологии.
• Массивы информации в виде БД, могут иметь статус коллективного ресурса (т.е. доступны всем пользователям) и индивидуального ресурса (т.е. имеется один владелец-пользователь).
• БД, которые используются в ВС, размещаются локально на одной ЭВМ либо являются распределенными и располагаются на нескольких ЭВМ. Для управления БД применяются стандартные системы управления базами данных (СУБД).
• Программно-технические средства реализации ВС должны быть рассчитаны на перспективу длительной эксплуатации системы и ее развития. Данное обстоятельство подразумевает чередующиеся этапы эволюционного наращивания возможностей системы в рамках предусмотренного ресурса, а также радикальной замены отдельных компонент как программных средств, так и ТС.
• ВС должна обеспечивать корректное взаимодействие с прикладными программами, которые написаны в разных средах причем разными специалистами. Правила и соглашения, которые используются для обмена информацией между компьютерами на одном уровне, называются протоколом.

Между каждой парой смежных уровней должен находиться интерфейс, который определяет набор примитивных операций, которые предоставляются нижним уровнем верхнему уровню. Такой набор уровней и протоколов называются архитектурой. Согласованная и открытая архитектура ВС должна поддерживаться стандартными прикладными интерфейсами.

---

В специализированных компьютерных системах (КС) совокупность информационного и программного обеспечения называют математическим обеспечением. 

Математическое обеспечение (МО) – совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей, задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

Математические модели имеют большое значение. Они составляют принципиальную основу алгоритмизации экономических задач, разработки на их основе программного обеспечения и функционирования ВС. Математическая модель ВС – это отображение существенных характеристик экономической задачи, решаемой в рамках ВС программными средствами.

Обычно в составе подсистемы имеется комплекс моделей. Комплекс математических моделей включает, как правило, обобщенную модель ВС, а также частные (маргинальные) модели определения и уточнения комплекса задач ВС.

Назначение математического обеспечения ВС:

• построение экономико-математической модели ВС;
• нахождение оптимального решения при раскрытии этой модели;
• проведение анализа полученного решения.

Таким образом, математическое обеспечение ВС предназначено для реализации управляющих решений, рассматриваемых как совокупность действий для достижения поставленных целей в рамках технического задания (ТЗ).

К средствам математического обеспечения относятся:

• средства моделирования процессов управления;
• типовые алгоритмы управления;
• методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.

Система математического обеспечения ВС должна выполнять следующие функции:

• реализацию любых процедур обработки данных;
• компоновку рабочих программ решения конкретных задач из стандартных программ и оригинальных блоков;
• организацию управления процессом решения задач и их комплексов;
• реализацию экономико-математических методов решения оптимизационных задач.

Математическое обеспечение ВС должно содержать средства автоматизации программирования задач, а также средства компоновки рабочих моделей конкретных систем из стандартных программ и их обслуживания.

В математическом обеспечении по последовательности проектирования ВС рассматривают три уровня:

• математическое обеспечение конкретной ВС, которой определяется мощность ВС;
• автоматизацию проектирования ВС;
• автоматизацию программирования и организацию работ на ЭВМ.

---

Разработка математического обеспечения предполагает выполнение следующих этапов:

• создание модели системы;
• разработку укрупненного алгоритма;
• разработку алгоритмов отдельных элементов МО;
• проверку достоверности алгоритмов (выбор вычислительных средств, проведение программирования, проверку достоверности программы).

Прежде всего, выполняют постановку задачи моделирования:

• определение требований к исходной информации, ее сбор;
• выдвижение гипотез и предположений;
• определение параметров и переменных модели;
• определение содержания и описание модели ВС.

Рис. 5. – Математическое обеспечение ВС

Иногда написание алгоритма программы обработки выделяют в отдельную обеспечивающую подсистему – алгоритмическое обеспечение (АО), которое занимает промежуточное положение между математическим и программным обеспечением. Чаще всего алгоритмическое обеспечение включено в состав математического обеспечения.

Разработка АО предполагает выполнение следующих этапов:

• разработку укрупненного алгоритма;
• разработку алгоритмов отдельных элементов;
• проверку достоверности алгоритмов (выбор вычислительных средств, проведение программирования, проверку достоверности программы).

В рамках работы с алгоритмическим обеспечением должны быть определены требования, предъявляемые к СУБД и ВС с учетом особенностей структуры информации и технологии обработки данных на терминалах, категории пользователей системы, а также ограничений, накладываемых вычислительными ресурсами мини-ЭВМ. На основе реляционной модели разработана логическая организация БД, которая отображает структуру информации системы.

В соответствии с категорией пользователей ВС должны быть выбраны вид и методы ведения диалога и разработана организация диалога человек-ЭВМ. Разработаны алгоритмы интерпретации запросов пользователей к системе, а также человеко-машинные процедуры контроля и корректировки данных. Определены параметры и последовательность настройки системы. Разработан пакет прикладных программ ВС.

Пример структуры алгоритмического обеспечения ВС приведен на рис.6.

Рис. 6. – Пример структуры алгоритмического обеспечения ВС

Алгоритм 1: Алгоритм управляющего модуля

Шаг 1. Настройка программного комплекса системы.

---

Шаг 2. Внесение конкретных данных в рабочие файлы.

Шаг 3. Работа модуля расчетов.

Шаг 3. Общая печать и обновление базы данных. Задание в диалоговом режиме управляющему модулю условий продолжения работы (тогда переход к шагу 2) или прерывания задания.

Шаг 10. Закрытие наборов данных, внесение информации в базу данных. Завершение работы.

Алгоритм 2. Алгоритм ведения основной БД.

Шаг 1. Ввод исходной информации.

Шаг 2. Если ввод закончен, переход к шагу 3, иначе к шагу 1.

Шаг 3. Пополнение базы данных, передача управления головному модулю.

Алгоритм 3. Алгоритм модуля расчетов.

Шаг 1. Представление информации в виде, требуемом для расчета.

Шаг 2. Пересчет необходимых вспомогательных величин.

Шаг 3. Непосредственное выполнение расчета.

Шаг 4. Если расчет произведен, то печать и переход к шагу 5, иначе к шагу 2.

Шаг 5. Пополнение базы данных, передача управления головному модулю.

Заключение

Вычислительная система – это комплекс ТС, которые имеют общее управление, предназначен для преобразования информации (данных) и обеспечивает автоматическую обработку информации по заданной программе. 

Состав ВС называется ее конфигурацией и включает аппаратное обеспечение, программное, информационное, математическое обеспечение.

В ходе выполнения курсовой работы были выполнены следующие задачи:

• рассмотрено понятие «вычислительная система»;
• рассмотрена классификация ВС, свойства и состав ВС;
• рассмотрено понятие информационного обеспечения ВС;
• изучены основные вопросы, относящиеся к информационному обеспечению ВС;
• рассмотрено понятие математического обеспечения ВС;
• изучены основные вопросы, относящиеся к математическому обеспечению ВС.

В первой главе курсовой работы рассмотрены основные вопросы, касающиеся понятия «вычислительная система». Во второй главе более подробно рассмотрены вопросы, касающиеся информационного и математического обеспечения ВС.

Цели и задачи курсовой работы выполнены полностью.

Список литературы

1. Бройдо В., Ильина О. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. [Текст] / В. Бройдо, О. Ильина. – СПб.: Питер, 2011.
2. Емельянов С.В. Информационные технологии и вычислительные системы. [Текст] / С.В. Емельянов. – М., 2013.
3. Мамзелев И.А. Вычислительные системы в технике связи. [Текст] / И.А. Мамзелев. – М.: АСТ, 2014.
4. Паттерсон Д., Хеннесси. Дж. Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем. [Текст] / Д. Паттерсон, Дж. Хеннесси. – СПб.: Питер, 2012.
5. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные машины, сети и телекоммуникационные системы. [Текст] / А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыню, А.А. Кириченко. – М.: Высшая школа, 2013.
6. Соломенчук В., Соломенчук П. Железо ПК. [Текст] / В. Соломенчук, П. Соломенчук. – СПб.: БХВ-Петербург, 2012.
7. Таненбаум Э. Современные операционные системы. [Текст] / Э. Таненбаум. – СПб.: Питер, 2013.
8. Таненбаум Э., Уэзеролл Д., Компьютерные сети. [Текст] / Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл. – СПб.: Питер, 2012.
9. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. [Текст] / Э. Таненбаум. – СПб.: Питер, 2014.
10. Чекмарев Ю.В. Вычислительные системы, сети и коммуникации. [Текст] / Ю.В. Чекмарев. – СПб.: Питер, 2013. 
11. Глава 2. Вычислительная техника. [Электронный ресурс]. [Режим доступа]. http://www.ostu.ru/vzido/resurs/informat/%C3%83%C3%AB%C3%A0%C3%A2%C3%A0%202-HTML.htm (вход свободный)
12. Классификация ВС. Назначение и особенности. [Электронный ресурс]. [Режим доступа]. http://naparah.com/evm/03071114.html (вход свободный)
13. Состав вычислительной системы. [Электронный ресурс]. [Режим доступа]. http://allrefs.net/c21/3plgn/p1/ (вход свободный)

---