Файл: Состав и свойства вычислительных систем. Информационное и математическое обеспечение вычислительных систем (ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ).pdf

Таким образом, для эффективного функционирования и выполнения своих задач вычислительная система должна обладать рядом важных свойств, которые разработчики вычислительной техники регулярно стараются улучшать и совершенствовать.

Глава 2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

2.1. Виды обеспечения вычислительных систем

Общую структуру вычислительной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими.

Иначе говоря, структура любой вычислительной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем, которые называются обеспечением вычислительной системы.

Обеспечение вычислительных систем подразделяется на следующие категории (виды)^[13]:

• техническое (аппаратное);
• программное;
• информационное;
• математическое;
• лингвистическое;
• методическое и организационное;
• правовое.

Не все авторы выделяют последние виды обеспечения вычислительной системы, но в рамках данной работы все же представляется целесообразным уделить внимание и этим видам обеспечивающих подсистем.

Приведенная классификация видов обеспечения вычислительных систем наглядно отражена на рисунке 2.

Обеспечение вычислительной
системы

Программное
обеспечение

Техническое обеспечение

Информационное обеспечение

Методическое и организационное обеспечение

Правовое
обеспечение

Лингвистическое обеспечение

Математическое обеспечение

Рисунок 2 – Виды обеспечения вычислительных систем^[14]

Поясним подробнее сущность каждого вида обеспечения вычислительных систем.

Техническое (аппаратное) обеспечение включает в себя компьютеры и логические устройства, внешние устройства и диагностическую аппаратуру, энергетическое оборудование, батареи и аккумуляторы – то есть весь комплекс технических средств, предназначенных для работы вычислительной системы, а также документацию на эти средства и технологические процессы.

---

Программное обеспечение – это совокупность программ для реализации целей, задач вычислительной системы и нормального функционирования как отдельных технических средств, так и всего их комплекса. Программное обеспечение системы подразделяется на общее и специальное программные обеспечения. Общее программное обеспечение предназначено для организации процесса функционирования вычислительных средств. Оно приобретается или поставляется совместно с ними. К общему программному обеспечению  относятся системы программирования, операционные системы, системы управления базами данных, трансляторы языков программирования, служебные и стандартные программы. В качестве общего программного обеспечения  все чаще используется свободное программное обеспечения, в силу его доступности, открытости и соответствия индустриальным стандартам.

Специальное программное обеспечение (СПО) – совокупность программ, реализующих функции (сложные, составные или простые; управляющие, информационные и вспомогательные и т.д.), которые обеспечивают достижения заданных целей создания системы.

Информационное обеспечение представляет собой совокупность данных, методы построения баз данных, а также проектные решения по объемам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в вычислительной системе.

Математическим обеспечением называется совокупность математических методов, моделей, алгоритмов обработки информации, используемых при решении функциональных и проектных задач в вычислительной системе.

Лингвистическое обеспечение – совокупность языков общения персонала вычислительной системы и пользователей с программно-техническим и информационным обеспечением, а также сумма терминов, используемых в вычислительной системе.

Методическое и организационное обеспечение – комплекс методов, средств и документов, регламентирующих взаимодействие персонала вычислительной системы с программно-техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации вычислительной системы. В частности организационное обеспечение представляет собой совокупность инструктивно-методических материалов, обеспечивающих заданную работу оперативного персонала, и самого оперативного персонала, который включает в себя оперативно-управляющий персонал (технологи-операторы), оперативно-обслуживающий персонал (обеспечивающий правильность работы технического обеспечения) и ремонтный персонал.

---

Правовое обеспечение – это правовые нормы, используемые для соблюдения законности (законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы и инструкции вышестоящих органов и руководителей организации) при создании и эксплуатации вычислительной системы.

Таким образом, все из указанных видов обеспечивающих подсистем имеют свои функции и задачи и способствуют слаженной, эффективной и бесперебойной работе вычислительной системы.

2.2. Информационное и математическое обеспечение

Как уже было сказано, информационное обеспечение вычислительной системы представляет собой совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в вычислительной системе, а также методологию построения баз данных.

Назначение подсистемы информационного обеспечения заключается в современном формировании и выдаче достоверной информации в рамках работы системы^[15].

При этому нужно отметить, что унифицированные системы документации создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная их цель – это обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. На данный момент разработаны стандарты, где устанавливаются требования:

• к унифицированным системам документации;
• к унифицированным формам документов различных уровней управления;
• к составу и структуре реквизитов и показателей;
• к порядку внедрения, ведения и регистрации унифицированных форм документов.

Однако, несмотря на существование унифицированной системы документации, часто подсистема информационного обеспечения организована неэффективно и имеет множество недостатков. Так, к примеру, при обследовании большинства организаций постоянно выявляется целый комплекс типичных недочетов:

• чрезвычайно большой объем документов для ручной обработки;
• одни и те же показатели часто дублируются в разных документах;
• работа с большим количеством документов отвлекает специалистов от решения непосредственных задач;
• имеются показатели, которые создаются, но не используются, и др.

Устранение указанных недостатков является одной из задач, стоящих при создании информационного обеспечения.

---

Схемы информационных потоков отражают маршруты движения информации и ее объемы, места возникновения первичной информации и использования результатной информации. За счет анализа структуры подобных схем можно выработать меры по совершенствованию всей подсистемы информационного обеспечения.

Построение схем информационных потоков, позволяющих выявить объемы информации и провести ее детальный анализ, обеспечивает:

• исключение дублирующей и неиспользуемой информации;
• классификацию и рациональное представление информации.

При этом подробно должны рассматриваться вопросы взаимосвязи движения информации по уровням управления. К каждому исполнителю должна поступать только та информация, которая используется.

Методология построения баз данных основывается на теоретических основах их проектирования. Для понимания концепции методологии приведем основные ее идеи в виде двух последовательно реализуемых на практике этапов:

1-й этап – обследование всех функциональных подразделений с целью:

• понять специфику и структуру ее деятельности;
• построить схему информационных потоков;
• проанализировать существующую систему документооборота;
• определить информационные объекты и соответствующий состав реквизитов (параметров, характеристик), описывающих их свойства и назначение.

2-й этап – построение концептуальной информационно-логической модели данных для обследованной на 1-м этапе сферы деятельности. В этой модели должны быть установлены и оптимизированы все связи между объектами и их реквизитами. Информационно-логическая модель является фундаментом, на котором будет создана база данных.

Для создания информационного обеспечения необходимо:

• ясное понимание целей, задач, функций всей системы;
• выявление движения информации от момента возникновения и до ее использования на различных уровнях, представленной для анализа в виде схем информационных потоков,
• наличие и использование системы классификации и кодирования;
• владение методологией создания концептуальных информационно-логических моделей, отражающих взаимосвязь информации;
• создание массивов информации на машинных носителях, что требует наличия современного технического обеспечения.

Можно резюмировать, что информационное обеспечение включает в себя:

• информацию, характеризующую состояние всего технического комплекса;
• систему классификации и кодирования информации;
• базы данных и массивы документов, необходимых для выполнения функций системы.

---

Наглядно компоненты информационного обеспечения представлены на рисунке 3:

Система классификации и кодирования

Нормативно-справочная документация

Оперативные документы

Методические и инструктивные материалы

Информационные массивы

Входная
информация

Информационное обеспечение

Внемашинное информационное
обеспечение

Внутримашинное информационное
обеспечение

Рисунок 3 – Компоненты информационного обеспечения^[16]

Таким образом, информационное обеспечение вычислительной системы представляет собой совокупность системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации и схем информационных потоков, циркулирующих в вычислительной системе, а также методологию построения баз данных. Все компоненты информационного обеспечения взаимосвязаны и способствуют эффективному функционированию информационного обеспечения вычислительной системы.

Другой вид обеспечивающей подсистемы – математическое
обеспечение – представляет собой совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

К средствам математического обеспечения относятся:

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

Математическое обеспечение ЭВМ можно представить в виде двух уровней^[17]:

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

Второй уровень математического обеспечения составляют проблемно-ориентированные программные комплексы. Они являются, как правило, надстройкой над общим математическим обеспечением первого уровня и создаются с использованием языковых средств и других возможностей, представляемых математическим обеспечением первого уровня.

---