
- •Часть 1
- •Тема 1. Основные понятия и характеристика информационных технологий
- •Информатизация общества
- •Информация, ее представление и измерение
- •1. Основные понятия и определения
- •2. Информатизация общества
- •3. Информация, ее представление и измерение
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 2. Информационные Технологии в современноЙ экономике
- •1. Этапы развития, эволюция информационных технологий
- •2. Роль информационных технологий в развитии экономики и общества
- •Обеспечение нормальной жизнедеятельности жилища:
- •Обеспечение информационных потребностей людей, находящихся в жилище:
- •3. Новые информационные технологии
- •Система программных средств:
- •3.Система организационно-методического обеспечения (нормативно-методические материалы и инструкции):
- •Системные и инструментальные средства -
- •2. Информационное моделирование и формализация
- •3. Информационные процессы
- •Тема 4. Классификация Информационных Технологий
- •1. Предметная и информационная технология
- •2. Обеспечивающие и функциональные ит
- •Тема 5. Основы компьтерныхтехнологий
- •1. Поколения эвм
- •2. Классификация компьютеров.
- •3. Совместимость компьютеров
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 5. Пэвм как основа информационных технологий
- •Архитектура персонального компьютера (пк)
- •2. Структура пк
- •Какие устройства образуют внутреннюю память?
- •3. Функциональные характеристики пк
- •1. Быстродействие, производительность, тактовая частота.
- •2. Разрядность машины и кодовых шин интерфейса.
- •3. Типы системного и локального интерфейсов.
- •4. Объем оперативной памяти.
- •6. Тип и объем информации на гибких магнитных дисках.
- •7. Виды и объем Кэш-памяти.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 7. Виды современных информационных технологий
- •1. Информационная технология обработки данных
- •2. Информационная технология управления
- •3. Офисные информационные технологии
- •4. Информационная технология поддержки принятия решений
- •5. Информационная технология экспертных систем
- •Тема 8. Сетевые информационные технологии
- •1. Электронная почта, телеконференции, электронный календарь, видеоконференции, факсимильная связь, аудио почта
- •Основные понятия, определения и принципы построения (гт)
- •3. Асфог и структура асфог
- •4.Пользователи и их требования к гипертекстовым технологиям
- •5. Основные понятия и определения мультимедийных систем
- •Тема 9. Интегрированные информационные технологии
- •1. Распределенные системы обработки данных
- •2. Организация параллельной од
- •Клиент-сервер
- •Тема 10. Информационные технологии в различных областях деятельности
- •2. Информационные технологии в обучении
- •3. Информационные технологии научных исследований
- •Тема 11. Информационные технологии в делопроизводстве
- •1. Классификация средств обработки текстовой информации
- •2. Сравнительная характеристика текстовых редакторов для эвм
- •3. Сравнительная характеристика популярных текстовых редакторов и издательских систем
- •Тема 12. Базовые информационные технологии
- •1 Технологии и средства обработки текстовой информации
- •2 Технологии и средства обработки числовой информации
- •1 Технологии и средства обработки текстовой информации
- •2 Технологии и средства обработки числовой информации
- •3 Технологии и средства обработки графической информации
- •Фрактальная графика
- •4 Технологии и средства обработки звуковой информации
- •5 Технологии работы в базах данных
- •3.6 Технологии работы в сетях
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература
Особенности этапов развития информационных технологий.
Тема 3. СТРУКТУРА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
1. Составляющие и свойства информационных технологий
2. Информационное моделирование и формализация
3. Информационные процессы
1. Составляющие и свойства информационных технологий
Рассмотрим структуру ИТ, которая предполагает наличие трех компонент:
1.Комплекс технических средств. В составе комплекса технических средств обеспечения информационных технологий выделяют средства компьютерной техники, средства коммуникационной техники и средства организационной техники :
Средства вычислительной техники (ПК, корпоративные компьютеры, суперкомпьютеры). Средства компьютерной техники составляют базис всего комплекса технических средств информационных технологий и предназначены, прежде всего, для обработки и преобразования различных видов информации, используемой в управленческой деятельности.
Средства коммуникационной техники( многомашинные вычислительные комплексы, компьютеры вычислительной сети: локальные, корпоративные, глобальные). Средства коммуникационной техники обеспечивают одну из основных функций управленческой деятельности – передачу информации в рамках системы управления и обмен данными с внешней средой. Предполагают использование разнообразных методов и технологий, в т.ч. с применением компьютерной техники
Средства организационной техники (ПК, факс, принтер и т.д.). Средства организационной техники предназначены для механизации и автоматизации управленческой деятельности во всех ее проявлениях.
Система программных средств:
- Системные программы (текстовые и диагностические программы, антивирусные программы, операционные системы, командно-файловые процессоры)
- Прикладные программы (системы подготовки текстовых документов, системы обработки финансово-экономической информации, СУБД, личные ИС, системы управления проектами, системы подготовки презентаций, экспертные системы и системы принятия решений и т.д.)
3.Система организационно-методического обеспечения (нормативно-методические материалы и инструкции):
Информационная технология базируется и зависит от технического, программного, информационного, методического и организационного обеспечения.
Техническое обеспечение - это персональный компьютер, оргтехника, линии связи, оборудование сетей. Вид информационной технологии, зависящий от технической оснащенности (ручной, автоматизированный, удаленный) влияет на сбор, обработку и передачу информации. Развитие вычислительной техники не стоит на месте. Становясь более мощными, персональные компьютеры одновременно становятся менее дорогими и, следовательно, доступными для широкого круга пользователей. Компьютеры оснащаются встроенными коммуникационными возможностями. скоростными модемами, большими объемами памяти, сканерами, устройствами распознавания голоса и рукописного текста.
Программное обеспечение, находящееся в прямой зависимости от технического и информационного обеспечения, реализует функции накопления, обработки, анализа, хранения, интефейса с компьютером.
Информационное обеспечение - совокупность данных, представленных в определенной форме для компьютерной обработки.
Организационное и методическое обеспечение представляют собой комплекс мероприятий, направленных на функционирование компьютера и программного обеспечения для получения искомого результата.
Структура информационной технологии - это внутренняя организация, представляющая собой взаимосвязи образующих ее компонентов, объединенных в две большие группы: опорную технологию и базу знаний.
Модели предметной области - совокупность описаний, обеспечивающие взаимопонимание между пользователями: специалистами предприятия и разработчиками.
Опорная технология - совокупность аппаратных средств автоматизации, системного и инструментального программного обеспечения, на основе которых реализуются подсистемы хранения и переработки информации.
База знаний представляет собой совокупность знаний, хранящихся в памяти ЭВМ. Базы знаний можно разделить на интенсиональную (т.е. знания о чем-то "вообще") и экстенсиональную, (т.е. знания о чем-то "конкретно"). В интенсиональной базе хранятся оболочки, а в экстенсиональной хранятся оболочки с запоминанием, которые носят название баз данных. Иными словами, база знаний представляет отображение предметной области. Она включает в себя базу данных (директивная информация - плановые задания, научно-техническая информация, учетно-произв. инф-ция, вспомогат. инф-ция, отражающие режимы работы подразделений предприят.).
Системные и инструментальные средства -
1.Аппаратные средства;
2.Системное ПО (ОС, СУБД);
3.Инструментальное ПО (алг. языки, системы программир., языки спецификаций, технология программирования);
4.Комплектация узлов хранения и переработки информации.
Результатом технологических описаний является совокупность реализуемых в системе информационно-технологических процессов.
3. Взаимодействие с внешней средой - взаимодействие информационной технологии с объектами управления, взаимодействующими предприятиями и системами, наукой, промышленностью программных и технических средств автоматизации.
4. Целостность - информационная технология является целостной системой, способной решать задачи, не свойственные ни одному из ее компонентов.
5. Реализация во времени - обеспечение динамичности развития информационной технологии, ее модификация, изменение структуры, включение новых компонентов.
2. Информационное моделирование и формализация
Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создает и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.
Термин «модель» в реальной жизни имеет множество значений 1, с. 110-113.
Модель – это:
некоторое упрощенное подобие реального объекта;
воспроизведение предмета в уменьшенном или увеличенном виде (макет);
схема, изображение или описание какого-либо явления или процесса в природе и обществе;
физический или информационный аналог объекта, функционирование которого по определенным параметрам подобно функционированию реального объекта;
некий объект-заместитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас его свойства и характеристики, причем имеет существенные преимущества или удобства;
новый объект, который отражает некоторые стороны изучаемого объекта или явления, существенные с точки зрения цели моделирования;
новый объект (реальный, информационный или воображаемый), отличный от исходного, который обладает существенными для целей моделирования свойствами и в рамках этих целей полностью заменяет исходный объект.
Все многообразие моделей делится на три класса:
материальные (натурные) модели (некие реальные предметы – макеты, муляжи, эталоны) – уменьшенные или увеличенные копии, воспроизводящие внешний вид моделируемого объекта, его структуру или поведение;
воображаемые модели (геометрическая точка, математический маятник, идеальный газ, бесконечность);
информационные модели – описания моделируемого объекта на одном из языков кодирования информации (словесное описание, схемы, чертежи, карты, рисунки, научные формулы, программы и пр.).
Приведем полную классификацию информационных моделей.
Информационная (абстрактная) модель – описание объекта на каком-либо языке. Абстрактность модели проявляется в том, что ее компонентами являются сигналы и знаки (вернее, заложенный в них смысл), а не физические тела.
Дескриптивная модель – словесное описание объекта, выраженное средствами того или иного языка.
Математическая модель – 1) совокупность записанных на языке математики соотношений (формул, неравенств, уравнений, логических соотношений), определяющих характеристики состояния объекта в зависимости от его элементов, свойств, параметров, внешних воздействий, 2) приближенное описание объекта, выраженное с помощью математической символики.
Статические модели отображают объект в какой-то момент времени без учета происходящих с ним изменений, как находящийся в состоянии покоя или равновесия (отсутствует параметр времени).
Динамические модели описывают поведение объекта во времени.
Детерминированные модели отображают процессы, в которых отсутствуют случайные воздействия.
Вероятностные (стохастические) модели – описание объектов, поведение которых определяется случайными воздействиями (внешними или внутренними); описания вероятностных процессов и событий, характер изменения которых во времени точно предсказать невозможно.
Имитационная компьютерная модель – отдельная программа, совокупность программ, программный комплекс, позволяющий с помощью последовательности вычислений и графического отображения их результатов воспроизводить (имитировать) процессы функционирования объекта, системы объектов при условии воздействия на объект различных факторов.
Имитационная алгоритмическая модель - содержательное описание объекта в форме алгоритма, отражающее структуру и процессы функционирования объекта во времени, учитывающее воздействие случайных факторов.
Гносеологическая модель – описание объективных законов природы.
Концептуальная модель описывает выявленные причинно-следственные связи и закономерности, присущие исследуемому объекту и существенные в рамках определенного исследования.
Сенсуальные модели – модели чувств, эмоций, либо модели, оказывающие воздействие на чувства человека (музыка, поэзия, живопись, танец).
Аналоговая модель – аналог объекта, который ведет себя как реальный объект, но не выглядит как таковой.
Моделирование – это:
построение моделей реально существующих объектов (предметов, явлений, процессов);
замена реального объекта его подходящей копией;
исследование объектов познания на их моделях.
Потребность в моделировании возникает в таких сферах человеческой деятельности как познание, общение, практическая деятельность. Аспекты моделирования характеризуются свойствами:
внешний вид – набором признаков;
структура – перечнем элементов и указанием отношений между ними;
поведение – изменением внешнего вида и структуры с течением времени.
Определим этапы моделирования:
Постановка целей моделирования.
Анализ моделирования объекта и выделение всех его известных свойств.
Анализ выделенных свойств и определение существенных из них.
Выбор формы представления модели.
Формализация.
Анализ полученной модели на противоречивость.
Анализ адекватности полученной модели объекту и цели моделирования.
Формализация – это приведение существенных свойств и признаков объекта моделирования к выбранной форме.
Чтобы построить модель, необходимо придать объекту форму. Суть формализации состоит в принципиальной возможности разделения объекта и его обозначения. Для того, чтобы обозначить объект, нужно ввести некоторый набор знаков. Знак – это элемент конечного множества отличных друг от друга элементов. Следует обратить внимание на то, что понятие знака является одним из базисных понятий науки. Точного определения дать невозможно. Поэтому стоит ограничиться указанием основных черт знака:
Способность знака выступать в качестве заместителя денотата (объекта).
Нетождественность знака и денотата – знак никогда не может полностью заменить обозначаемое.
Многозначность соответствия «знак – денотат».
Язык – знаковая система, используемая в целях познания и коммуникации. Следует рассмотреть характеристики языка и указать, что языки могут быть естественными и искусственными. Правила искусственного языка являются строго и однозначно определенными, поэтому такой язык называется формализованным.
Процесс формализации текстовой информации (представление информации в форме графа, чертежа, схемы и т.д.) осуществляется с целью ее однозначного понимания, облегчения и ускорения ее обработки. Формализовать можно и оформление текста. Этот процесс заключается в использовании бланков, формуляров, шаблонов заранее определенной и часто законодательно утвержденной формы.
Таблицы – форма представления информации в удобном для анализа и обработки виде. Таблицы бывают типа «объект – объект», «объект – свойство», «объекты – свойства – объекты». Таблица характеризуется названием, количеством столбцов и их названиями, количеством строк и их названиями, содержимым ячеек.
Граф – совокупность точек, соединенных между собой линиями. Эти точки называются вершинами графа. Линии, соединяющие вершины, называются дугами, если задано направление от одной вершины к другой, или ребрами, если направленность двусторонняя.
3. Информационные процессы
Следующий важный компонент информационных технологий, который недостаточно хорошо освещен в существующих вузовских учебниках по информатике и информационным технологиям, касается информационных процессов. Информация не существует сама по себе, она проявляется в информационных процессах. В наиболее общем виде информационный процесс определяется как совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией (в виде данных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр.) для получения какого-либо результата (достижения цели). Информационные процессы могут быть целенаправленными или стихийными, организованными или хаотичными, детерминированными или вероятностными. Следует обратить внимание на то, что информационный процесс всегда протекает в какой-либо информационной системе – биологической, социальной, технической, социотехнической.
В зависимости от того, какого рода информация является предметом информационного процесса и кто является его субъектом (техническое устройство, человек, коллектив, общество в целом), можно говорить о глобальных информационных процессах, или макропроцессах, и локальных информационных процессах, или микропроцессах.
Наиболее общими информационными процессами являются три процесса: сбор, преобразование, использование информации. Каждый из этих процессов распадается, в свою очередь, на ряд процессов, причем некоторые из последних могут входить в каждый из выделенных обобщенных процессов.
Так, сбор информации состоит из процессов поиска и отбора. В то же время поиск информации осуществляется в результате выполнения процедур целеполагания и использования конкретных методов поиска.
Методы поиска бывают «ручные» или автоматизированные. Они включают в себя такие процедуры, как формирование поискового образа (в явном или неявном виде), просмотр поступающей информации с целью сравнения ее с поисковым образом.
Отбор информации производится на основе ее анализа и оценки ее свойств в соответствии с выбранным критерием оценки. Отобранная информация сохраняется.
Хранение информации – это распространение ее во времени. Хранение информации невозможно без выполнения процессов кодирования, формализации, структурирования, размещения, относящихся к общему процессу преобразования информации.
В свою очередь кодирование, формализацию, структурирование вполне обоснованно можно отнести к процессам обработки информации. Наряду с вышеперечисленными к процессам обработки информации относятся также информационное моделирование, вычисления по формулам (численные расчеты), обобщение, систематизация, классификация, схематизация и т. п.
Обработка информации составляет основу процесса преобразования информации.
Информация может быть передана (распространена в пространстве) для ее последующего использования, обработки или хранения. Процесс передачи информации включает в себя процессы кодирования, восприятия, расшифровки и пр.
Важнейшим процессом использования информации субъектом является процесс подготовки и принятия решений. Наряду с этим часто использование информации сводится к процессам формирования документированной информации с целью подготовки информационного или управляющего воздействия.
В реальной практике широко используются процедуры, входящие в процесс защиты информации. Защита информации – важный компонент процессов хранения, обработки, передачи информации в системах любого типа, особенно в социальных и технических. К ней относятся разработка кода (шифра), кодирование (шифрование), сравнение, анализ, паролирование и т. п.
После того, как процесс использования информации завершен, например, решение принято и субъект приступил к его реализации, как правило, возникает новая задача и необходимы новая информация либо уточнение уже имеющейся. Это приводит к тому, что субъект вновь обращается к процедуре сбора информации и пр. Поэтому, говоря об информационных процессах, следует подчеркивать не только их взаимосвязь, но и цикличность.
Особый интерес представляет механизм переработки обучаемыми воспринимаемой информации. Обучаемый для понимания, осмысления и запоминания привлекает те же приемы умственной деятельности, которые использует человек для познания реальной действительности. Следует обратить внимание на такие способы обработки информации как анализ, синтез, сравнение, группировка, опорные пункты, мнемический план, структурирование, систематизация, схематизация, аналогии, ассоциация и другие.
Анализ – метод научного исследования, путем рассмотрения отдельных сторон, свойств, составных частей чего-либо.
Синтез – метод исследования какого-либо явления в его единстве и взаимной связи частей, обобщение, сведение в единое целое данных, добытых анализом.
Сравнение – процесс сопоставления для установления сходства или различия.
Группировка – разбиение материала на группы по каким-либо основаниям (смыслу, ассоциациям и т.д.).
Опорные пункты – выделение какого-либо краткого пункта, служащего опорой более широкого содержания (тезисы, заголовки, вопросы, образы, примеры, цифровые данные, сравнения, имена, эпитеты и т.д.). Это выразитель некоторого общего смысла. Сам набор опорных пунктов есть инструмент или орудие запоминания или воспроизведения иного порядка, где закодирован весь материал.
Мнемический план – совокупность опорных пунктов. В нем могут отражаться и внешние связи, и внутренние, характеризующие отношения различных групп материала и смысловые связи с имеющимися в тексте данными, связи с личным опытом, знаниями и ценностями субъекта.
Классификация – распределение каких-либо объектов, явлений, понятий по классам, группам, разрядам на основе определенных общих признаков. При построении классификации можно выделять: состав, структуру, количественные характеристики, условия и причины возникновения, этапы развития.
Структурирование – процесс установления взаимного расположения частей, составляющих целое, определение внутреннего строения материала.
Систематизация – установление определенного порядка в расположении частей целого и связей между ними.
Схематизация – изображение или описание чего-либо в основных чертах или упрощенное представление запоминаемой информации.
Аналогии – установление сходства, подобия в определенных отношениях предметов, явлений, понятий в целом различных.
Ассоциация – установление связей по сходству, смежности или противоположности и т.д.
Тема 4. Классификация Информационных Технологий
1. Предметная и информационная технология
2. Обеспечивающие и функциональные ИТ
1. Предметная и информационная технология
Для того, чтобы правильно понять, оценить, грамотно разработать и использовать информационные технологии в различных сферах жизни общества необходима их предварительная классификация.
На сегодняшний день существуют различные подходы к проблеме классификации информационных технологий. Приведем несколько классификаций. В 8 выделяются следующие виды информационных технологий:
информационная технология обработки данных,
информационная технология управления,
автоматизация офиса,
информационная технология поддержки принятия решений,
информационная технология экспертных систем.
В 13, с. 17 информационные технологии подразделяют на различные виды следующим образом:
функционально-ориентированные информационные технологии, предназначенные для реализации определенных задач,
предметно-ориентированные информационные технологии, предназначенные для решения конкретных задач в определенной предметной области,
проблемно-ориентированные информационные технологии, предназначенные для решения типовых прикладных задач.
Мы будем придерживаться классификации, приведенной авторами учебника 3, которая составлена в зависимости от формы представления обрабатываемой информации:
технологии обработки текстовой информации,
технологии обработки числовой информации,
технологии обработки графической информации,
технологии обработки звуковой информации,
технологии работы в глобальных сетях,
социальные информационные технологии.
Выбор данной классификации объясняется тем, что сложилась традиция обучать школьников и студентов именно этим видам информационных технологий.
Классификация информационных технологий зависит от критерия классификации.
Информационные технологии в экономике могут рассматриваться в 2-х направлениях: исследовательском, т.е. технологии используются как инструментарий, необходимый для оптимизации и апробации различных моделей рыночной экономики. Эксплуатационном, т.е. технологии предназначены для информационной поддержки процессов функционирования экономической системы, т.е. для решения практических задач.
Информационные технологии можно разделить на 2 класса:
Инструментальные (обеспечивающие технологии) предназначены для проектирования современных новых ИТ.
Предметные (прикладные технологии) позволяют принимать и поддерживать решения.
1) Большинство инструментальных технологий появилось практически одновременно с созданием ЭВМ в виде специального и общего ПО, ОС различного класса и назначения, СУБД и т.д. Эти технологии и их более современные модификации (базы знаний и их оболочки, системы искусственного интеллекта) достаточно широко использовались разработчиками экономических информационных систем и обстоятельно описаны в научной и специальной литературе. Наиболее распространёнными обеспечивающими технологиями являются гипертекстовые технологии, машинная графика, телекоммуникационные технологии, мультимедиа и др., возникновения которых связано с развитием средств вычислительной техники и телекоммуникаций, средств орг. техники и их возможностями.
2) Для поддержки новых хоз. механизмов д.б. разработаны адекватные рыночным отношениям новые ИТ, недооценка роли которых в происходящих экономических процессах может стать тормозом развития народного хозяйства. Принципиально новые явления в экономике страны нуждаются в информационно-аналитическом сопровождении. В современных условиях изменениям подвергаются банковская, инвестиционная деятельность, бух.учёт, совершенствуется налогообложение, рынок ценных бумаг, страх-е дело, появляются новые предметные области (маркетинг, менеджмент, биржи). Все социально-экономические области д.б. оснащены эффективными прикладными ИТ, интеллектуально обеспечивающими основные экономические процессы и в полной мере учитывающие специфику рынка.
С внедрением вычислительной техники появилось понятие информационной технологии. Для выделения традиционной технологии управленческих задач введена так называемая «предметная технология», представляющая собой последовательность технологических этапов по преобразованию первичной информации в результирующую.
Например, технология бухгалтерского учета предполагает поступление первичной документации, которая преобразуется в форму бухгалтерской проводки. Бухгалтерская проводка изменяет состав аналитического учета, синтетического учёта, а, следовательно - баланса.
ИТ позволяют поддерживать и другие виды информации. Каждая ИТ в большой мере ориентирована на обработку информации определённого вида.
Информационная технология классифицируется по типу информации (рис.1.2.).
Нельзя ограничиться представленной выше схемой. Информационная технология включает в себя системы автоматизации проектирования (САПР), где в качестве объекта может быть отдельная задача или элемент экономической информационной системы (ЭИС), например, CASE - технология, утилита Designer пакета Clarion.
Возможна следующая классификация информационных технологий:
Классифицируя информационную технологию по типу носителя информации, можно говорить о бумажной (входные и выходные документы) и безбумажной (сетевая технология, современная оргтехника, электронные деньги, документы) технологиях.
Информационные технологии классифицируются по степени типизации операций: пооперационные и попредметные технологии. Пооперационная, когда за каждой операцией закрепляется рабочее место с техническим средством. Это присуще пакетной технологии обработки информации, выполняемой на больших ЭВМ. Попредметная технология подразумевает выполнение всех операций на одном рабочем , например, при работе на персональном компьютере месте, в частности, АРМ.
По функциям обеспечения управленческой деятельности:
Технологии подготовки текстовых документов на основе текстовых процессоров.
Технологии подготовки иллюстраций и презентаций на основе графических процессоров.
Технологии подготовки табличных документов на основе использования табличных процессоров.
Технологии разработки программ на основе алгоритмических, объектно-ориентированных и логических языков программирования.
Технологии систем управления базами данных (СУБД).
Технологии поддержки управленческих решений на основе систем искусственного интеллекта.
Гипертекстовые технологии и технологии мультимедиа.
По типу использования пользовательского интерфейса:
Командный.
Графический интерфейс пользователя
Интерфейс пользовательских систем.
По способу реализации в информационных системах: традиционные и новые.
По способу построения сети: локальные, многоуровневые, распределенные.
По обслуживаемым предметных областям: бухгалтерский учет, банковская деятельность, налоговая деятельность, страховая деятельность и др.
Программные средства современных информационных технологий в целом подразделяются на системные и прикладные.
Системные программные средства предназначены для обеспечения деятельности компьютерных систем как таковых.
В их составе выделяют:
операционные программы;
командно-файловые процессоры (оболочки).
Прикладные программные средства классифицируются следующим образом:
системы подготовки текстовых, табличных и др. документов;
системы подготовки презентаций;
системы обработки финансово-экономической информации;
системы управления базами данных;
личные информационные системы;
системы управления проектами;
экспертные системы и системы поддержки принятия решений;
системы интеллектуального проектирования и совершенствования управления;
прочие системы.
2. Обеспечивающие и функциональные ит
Как уже отмечалось, понятие информационной технологии не может быть рассмотрено отдельно от технической (компьютерной) среды, т.е. от базовой информационной технологии.
Аппаратные (технических) средства, предназначенные для организации процесса переработки данных (информации, знаний), а также аппаратные (технические) средства, предназначенные для организации связи и передачи данных (информации, знаний) называют базовыми информационными технологиями.
С появлением компьютеров, у специалистов, занятых в самых разнообразных предметных областях (банковской, страховой, бухгалтерской, статистической и т.д.), появилась возможность использовать информационные технологии. В связи с этим возникла необходимость в определении понятия существовавшей до этого момента традиционной (присущей той или иной предметной области) технологии преобразования исходной информации в требуемую результатную. Таким образом, появилось понятие предметной технологии. Необходимо помнить, что предметная технология и информационная технология влияют друг на друга.
Под предметной технологией понимается последовательность технологических этапов по преобразованию первичной информации в результатную в определенной предметной области, независящая от использования средств вычислительной техники и информационной технологии.
Упорядоченную последовательность взаимосвязанных действий, выполняемых в строго определенной последовательности с момента возникновения информации до получения заданных результатов называют технологическим процессом обработки информации.
Технологический процесс обработки информации зависит от характера решаемых задач, используемых технических средств, систем контроля, числа пользователей и т.д.
В связи с тем, что информационные технологии могут существенно отличаться в различных предметных областях и компьютерных средах, выделяют такие понятия как обеспечивающие и функциональные технологии.
Обеспечивающие информационные технологии - это технологии обработки информации, которые могут использоваться как инструментарий в различных предметных областях для решения различных задач.
Обеспечивающие технологии могут базироваться на совершенно разных платформах. Это связано с наличием различных вычислительных и технологических сред. Поэтому при их объединении на основе предметной технологии возникает проблема системной интеграции, которая заключается в необходимости приведения различных ИТ к единому стандартному интерфейсу.
Такая модификация обеспечивающих информационных технологий, при которой реализуется какая-либо из предметных технологий представляет собой функциональную информационную технологию.
Таким образом, функциональная информационная технология образует готовый программный продукт (или часть его), предназначенный для автоматизации задач в определенной предметной области и заданной технической среде.
Преобразование (модификация) обеспечивающей информационной технологии в функциональную может быть выполнена не только специалистом-разработчиком систем, но и самим пользователем. Это зависит от квалификации пользователя и от сложности необходимой модификации.
В зависимости от вида обрабатываемой информации, информационные технологии могут быть ориентированы на :
обработку данных (например, системы управления базами данных,
электронные таблицы, алгоритмические языки, системы
программирования и т.д.);
обработку тестовой информации (например, текстовые процессоры,
гипертекстовые системы и т.д.);
обработку графики (например, средства для работы с растровой
графикой, средства для работы с векторной графикой);
обработку анимации, видеоизображения, звука (инструментарий для
создания мультимедийных приложений);
обработку знаний (экспертные системы).
Следует помнить, что современные информационные технологии могут образовывать интегрированные системы, включающие обработку различных видов информации.
Технология обработки информации на компьютере может заключаться в заранее определенной последовательности операций и не требовать вмешательства пользователя в процесс обработки. В данном случае диалог с пользователем отсутствует и информация будет обрабатываться в пакетном режиме обработки.
Экономические задачи, решаемые в пакетном режиме, характеризуются следующими свойствами:
• алгоритм решения задачи формализован, процесс ее решения не требует вмешательства человека;
• имеется большой объем входных и выходных данных, значительная часть которых храниться на магнитных носителях;
• расчет выполняется для большинства записей входных файлов;
• большое время решения задачи обусловлено большими объемами данных;
• регламентность , т.е. задачи решаются с заданной периодичностью.
В том случае, если необходимо непосредственное взаимодействие пользователя с компьютером, при котором на каждое свое действие пользователь получает немедленные действия компьютера, используется диалоговый режим обработки информации.
Диалоговый режим является не альтернативой пакетному , а его развитием. Если применение пакетного режима позволяет уменьшить вмешательство пользователя в процесс решения задачи, то диалоговый режим предполагает отсутствие жестко закрепленной последовательности операций обработки данных (если она не обусловлена предметной технологией).
Тема 5. Основы компьтерныхтехнологий
Поколения ЭВМ
Классификация ЭВМ
Совместимость ЭВМ
1. Поколения эвм
Деление компьютерной техники на поколения — весьма условная, нестрогая классификация вычислительных систем по степени развития аппаратных и программных средств, а также способов общения с компьютером
Идея делить машины на поколения вызвана к жизни тем, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования.
Развитие ЭВМ прошло несколько этапов, связанных с поколениями ЭВМ. Каждое поколение ЭВМ отличается элементной базой, архитектурой, областью применения, интерфейсами, программными средствами решения задач.
1-е поколение (середина 40-х - середина 50-х-годов).
Элементная база - электронные лампы, резисторы, конденсаторы; архитектура - простейшая; применение - научные расчеты; способы общения - непосредственное ручное управление устройствами ЭВМ, программирование на языке машины.
1945-1950 гг. Выдающийся ученый Дж. фон Нейман (США) разработал концепции и конструкцию ЭВМ EDVAC. Основные положения концепции фон Неймана используются до настоящего времени.
1946 г. Американские инженеры Д.Эккерт и Д.Моучли в Пенсильванском университете построили первую действующую ЭВМ ENtAC.
1947-1950 гг. Группа инженеров под руководством акад. С. А.Лебедева разрабатывает и вводит в эксплуатацию первую в СССР малую электронную счетную машину (МЭСМ).
1948 г. Группа американских физиков сконструировала транзистор - основной элемент ЭВМ 2-го поколения.
1949 г. В Англии под руководством М.Уилкса создана первая ЭВМ с хранимой программой EDSAK.
Начало 50-х годов. В нескольких странах начинается серийный выпуск ЭВМ 1-го поколения, основной элементной базой которых были электронные лампы. ОЗУ строились на ртутных линиях задержки, ЭЛТ и позднее на ферритовых кольцах.
В СССР после МЭСМ выпускаются: в Москве большая электронная счетная машина БЭСМ-1, БЭСМ-2 (С.А.Лебедев) а самая быстродействующая в Европе ЭВМ того времени М-10 (Л.Лебедев и Ю.А.Базилевский), в Пензе -«Урал» (В.И.Рамеев), в Минске-«Минск-1, «Минск-14» (В.В.Пржисловський), в Киеве - «Киев» (В.М.Глушков), в Ереване – «Роздан» (Ф.Т.Саркисян).
Внедрение первых ЭВМ не могло проходить без опережающего развития численных методов решения задач и основ программирования. Эту работу в СССР возглавили академики А.А.Марков, А.Н.Колмогоров, И.В.Курчатов, М.А.Лаврентьева, А.А. Дородницын, М.В.Келдыш.
1942-1953 гг. Советские ученые А.А.Ляпунов и М.Р.Шура-Пура предложили операторный метод программирования.
1943-1955 гг. Группа математиков под руководством Д.Бейкуса (США) разработала алгоритмический язык Фортран.
2-е поколение (середина 50-х-середина 60-х годов): полупроводниковые транзисторы и диоды, резисторы, конденсаторы; более сложная архитектура; решение научных, технических и народнохозяйственных задач; применение операционных систем; создание вычислительных комплексов; коллективного пользования; развитие алгоритмических языков.
1954-1957 гг. В США создастся первая ЭВМ на транзистор NCR 304.
Конец 50-х годов. В Массачусетсском технологическом институте разработан алгоритмический язык ЛИСП, работ по проблемам искусственного интеллекта прикладном плане - для экспертных систем).
Начало 60-х годов. Серийное производство в СССР ЭВМ 2-г поколения на транзисторах: М-220, БЭСМ-3, БЭСГ 4, «Урал-11», «Урал-14», «Урал-16», «Минск-22», «Минск-32», «Раздан-2», «Раздан-3», «Днепр-1», «Днепр-3» и др.
1961 г. Фирма Intel (США) выпустила в продажу первые интегральные схемы (ИС).
1966 г. В СССР введена в эксплуатацию самая быстродействующая в мире (для того времени) большая ЭВГ БЭСМ-6 (С.А.Лсбсдсв). Большое быстродействие БЭСМ-6 обусловили впервые примененные мультипрограммный режим работы и конвейерная процедура обработки данных, которые используются практически во всех современных ЭВМ.
3-е поколение (середина 60-х — середина 70-х годов) интегральные микросхемы; архитектура связана с многопроцессорными, многомашинными и многоканальными комплексами; решение широкого круга задач автоматизации управления, конструирования и планирования; эффективные операционные системы, прикладные программы и языки программирования; появление первых компьютерных сетей.
1965 г. В США начат выпуск ЭВМ 3-го поколения серии 360 на интегральных схемах.
1966 г. Для обработки коммерческой информации разработан алгоритмический язык КОБОЛ (США).
1986 г. Фирма DEC (США) разработала мини-ЭВМ семейства PDP с широким диапазоном применения: научные исследования, управление технологическими процессами, обработка экспериментальных данных в реальном масштабе времени, автоматизация инженерных, экономических и управленческих работ и др.
Начало 70-х годов. В СССР совместно со специалистами НРБ, ВНР, ЧССР, ГДР разработаны и производят в необходимом количестве ЭВМ 3-го поколения единой системы (ЕС ЭВМ). Эти ЭВМ, совместимые с IBM 360, послужили основой для организации вычислительных центров коллективного пользования и автоматизированных систем управления в крупных организациях и на предприятиях.
1971 г. Фирма Intel (США) выпустила микропроцессор, изготовленный на основе технологии ИС.
1971 г. Управление перспективных исследований Министерства обороны США объявило о вводе в действие первой части глобальной информационно-вычислительной сети ARPANET. В 1982 г. ARPANET была объединена с другими сетями и это сообщество сетей получило название Internet.
70-е - начало 80-х годов. В США, Англии и СССР вступают в действие суперЭВМ: ILLIAC-IV, STATAN-100, Сгау-1 (2, 3, MX), Cyber-205, DAP, Phenix, Connection machine, «Эльбрус».
1973-1976 гг. Специалисты СССР, НРБ, ВНР, ПНР, ЧССР, ГДР, Монголии и Кубы разработали серию мини-ЭВМ, совместимых с PDP (США).
4-е поколение (середина 70-х годов - 2000 г.): большие интегрированные схемы; сложная архитектура; решение разных задач во всех областях деятельности человека; многозадачные и многопользовательские операционные системы; «личного типа манипуляторы; устройства речевого ввода и вывода; средства мультимедиа; эффективные прикладные программы и языки, поддерживающие искусственный интеллект; развитие инфраструктуры компьютерных сетей.
1977 г. В США молодые предприниматели С.Джобсон и С.Возняк организовали фирму по изготовлению недорогих ПК, предназначенных для широкого круг пользователей. Эти ПК, названные APPLE («Яблоко»), послужили основой для широкого распространения ПК во всем мире.
1979-1980 гг. Специалисты Японии разработали и начали пуск первых электронных словарей-переводчиков.
1981 г. Группа ведущих специалистов нескольких электронных фирм Японии объявила о создании в 90-е годы ЭВМ 5-го поколения («Японский вызов миру»).
1982 г. Фирма IBM (США), занимавшая ведущее положение выпуске больших ЭВМ, приступила к производству ПК IBM PC. Многие фирмы мира начали выпускав IBM - совместные ПК.
Середина 80-х годов. Группы ученых под руководством К.Саган (США) и В.В. Александрова (СССР) разработали математические модели последствий «ядерной зимы» и «ядерной ночи». Эти выводы сыграли огромную роль в формировании политики стран-держателей атомного оружия.
1988 г. В СССР начат массовый выпуск школьных ПК («Корвет», УКНЦ, «Немига» и др.) и бытовых ПК (БК 0010, «Партнер», «Вектор», «Байт» и др.).
В настоящее время большое количество электронных фирм мира производят разнообразные классы ЭВМ от бытовых до суперЭВМ в стационарном и портативном исполнении. Парк ЭВМ сейчас в мире примерно составляет: ПЭВМ 2,5 • 108шт.; мини-ЭВМ-106 шт.; манфреймы - 2 * 104 шт.суперЭВМ - 100 шт.
5-е поколение (начало XXI века). Сейчас трудно предсказать, как будут выглядеть ЭВМ 6-го поколения, однако можно указать общие тенденции развития компьютерных технологий и их влияние на общество.
Развитие идет также по пути "интеллектуализации" компьютеров, устранения барьера между человеком и компьютером. Компьютеры будут способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой.
В компьютерах шестого поколения произойдёт качественный переход от обработки данных к обработке знаний.
Создание семейства ЭВМ с принципиально новыми возможностями, которые обеспечат:
эффективное использование всех имеющихся ресурсов страны: материальных, энергетических, людских информационных;
улучшение дел в областях с низкой производительностью труда;
включение страны в международное сотрудничество;
усовершенствование использования интеллектуального потенциала общества;
повышение конкурентоспособности товаров на международном рынке;
увеличение производительности жизни населения;
способствование высокому уровню образования.
В элементной базе ЭВМ предполагается:
достижение предельной плотности упаковки элементов в СБИС на кремниевой основе;
производство СБИС на основе арсенида галлия;
использование криогенной технологии на базе эффекта Джозефсона.
Архитектуры ЭВМ совершенствуются по следующим направлениям:
создание системы ЭВМ различной мощности, сбалансированных по архитектуре, что позволит пользователю быстро, просто и эффективно использовать огромный потенциал такой системы;
разработка однопроцессорных ПЭВМ с командным управлением, на новой быстродействующей элементной базе; эти направление развивают те фирмы, которые хотят сохранить программную совместимость новых ПК с существующими;
разработка ЭВМ на нескольких быстрых процессорах с командным управлением, часть которых является универсальными, а другая часть - конвейерными или параллельными с небольшим числом процессорных элементов;
разработка высокопроизводительных многопроцессорных ЭВМ с конвейерной, параллельной или матричной обработкой информации.
Кроме известных способов обработки информации, ЭВМ ориентированы на распознавание образов и обработку структурированных знаний и принятие интеллектуальных решений.
Совершенствование интеллектуальных интерфейсов:
технических и программных средств ввода / вывода различных видов информации;
общение на проблемно-ориентированном естественном разговорном языке;
использование текстовых документов, как печатный так и рукописных, и изображений;
всемерное развитие известных и новых алгоритмических языков программирования;
применение языков искусственного интеллекта: Лисп Пролог, PS, FRL, VALID, OCCAM и др.
Реализация программ создания ЭВМ 5-го поколения позволит в ряде стран построить так называемое информационное общество.
2. Классификация компьютеров.
Существуют различные классификации компьютерной техники:
по этапам развития (по поколениям);
по архитектуре;
по производительности;
по условиям эксплуатации;
по количеству процессоров;
по потребительским свойствам и т.д.
Четких границ между классами компьютеров не существует. По мере совершенствования структур и технологии производства, появляются новые классы компьютеров, границы существующих классов существенно изменяются.
По условиям эксплуатации компьютеры делятся на два типа:
офисные (универсальные);
специальные.
Офисные предназначены для решения широкого класса задач при нормальных условиях эксплуатации.
Cпециальные компьютеры служат для решения более узкого класса задач или даже одной задачи, требующей многократного решения, и функционируют в особых условиях эксплуатации.
Машинные ресурсы специальных компьютеров часто ограничены. Однако их узкая ориентация позволяет реализовать заданный класс задач наиболее эффективно.
Специальные компьютеры управляют технологическими установками, работают в операционных или машинах скорой помощи, на ракетах, самолётах и вертолётах, вблизи высоковольтных линий передач или в зоне действия радаров, радиопередатчиков, в неотапливаемых помещениях, под водой на глубине, в условиях пыли, грязи, вибраций, взрывоопасных газов и т.п. Существует много моделей таких компьютеров. Познакомимся с одной из них.
Компьютер Ergotouch
Компьютер Ergotouch (Эрготач) исполнен в литом алюминиевом полностью герметичном корпусе, который легко открывается для обслуживания.
Cтенки компьютера поглощают практически все электромагнитные излучения как изнутри, так и снаружи. Машина оборудована экраном, чувствительным к прикосновениям.
Компьютер можно, не выключая, мыть из шланга, дезинфицировать, дезактивировать, обезжиривать.
Высочайшая надежность позволяет использовать его как средство управления и контроля технологическими процессами в реальном времени. Компьютер легко входит в локальную сеть предприятия.
Важное направление в создании промышленных компьютеров — разработка "операторского интерфейса" — пультов управления, дисплеев, клавиатур и указательных устройств во всевозможных исполнениях. От этих изделий напрямую зависит комфортность и результативность труда операторов.
По производительности и характеру использования компьютеры можно условно подразделить на:
микрокомпьютеры, в том числе — персональные компьютеры;
миникомпьютеры;
мэйнфреймы (универсальные компьютеры);
суперкомпьютеры.
Микрокомпьютеры — это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора.
Продвинутые модели микрокомпьютеров имеют несколько микропроцессоров. Производительность компьютера определяется не только характеристиками применяемого микропроцессора, но и ёмкостью оперативной памяти, типами периферийных устройств, качеством конструктивных решений и др.
Микрокомпьютеры представляют собой инструменты для решения разнообразных сложных задач. Их микропроцессоры с каждым годом увеличивают мощность, а периферийные устройства — эффективность. Быстродействие — порядка 1 - 10 миллионов опеpаций в сек.
Разновидность микрокомпьютера — микроконтроллер. Это основанное на микропроцессоре специализированное устройство, встраиваемое в систему управления или технологическую линию.
Современные средства компьютерной техники могут быть классифицированы следующим образом:
Персональные компьютеры;
Корпоративные компьютеры;
Суперкомпьютеры.
Персональные компьютеры (ПК) — это микрокомпьютеры универсального назначения, рассчитанные на одного пользователя и управляемые одним человеком.
В класс персональных компьютеров входят различные машины — от дешёвых домашних и игровых с небольшой оперативной памятью, с памятью программы на кассетной ленте и обычным телевизором в качестве дисплея, до сверхсложных машин с мощным процессором, винчестерским накопителем ёмкостью в десятки Гигабайт, с цветными графическими устройствами высокого разрешения, средствами мультимедиа и другими дополнительными устройствами.
Персональные компьютеры представляют собой вычислительные системы, все ресурсы которых полностью направлены на обеспечение деятельности одного работника.
Наиболее известными являются компьютеры семейства IBM PC и Macintosh. Это два различных направления развития ПК, несовместимых между собой по аппаратному и программному обеспечению. Так уж сложилось, что компьютеры семейства Macintosh очень удобны в работе, располагают широкими графическими возможностями и получили большое распространение в среде профессиональных художников, дизайнеров, в издательском деле и в сфере образования.
В семействе IBM – совместимых ПК также можно выделить несколько разновидностей компьютеров, которые значительно отличаются друг от друга по своим характеристикам и внешнему виду, и, тем не менее, все они – персональные компьютеры. Это, прежде всего, настольные (desktop) и переносные (laptop) ПК, которые, несмотря на существенные внешние отличия, располагают приблизительно одинаковыми характеристиками и возможностями.
Переносные ПК – дорогие изделия, зато они компактны и транспортабельны. Существенно отличаются от настольных и переносных – карманные компьютеры – так называемые органайзеры, или «переносные секретари». Эти ПК-блокноты не имеют ни периферийных устройств, ни клавиатуры, выбор команд осуществляется прямо на миниатюрном экране с помощью указки – стило.
Портативные компьютеры обычно нужны руководителям предприятий, менеджерам, учёным, журналистам, которым приходится работать вне офиса — дома, на презентациях или во время командировок.
Основные разновидности портативных компьютеров:
Laptop
Laptop (наколенник, от lap — колено и top — поверх). По размерам близок к обычному портфелю. По основным характеристикам (быстродействие, память) примерно соответствует настольным ПК. Сейчас компьютеры этого типа уступают место ещё меньшим.
Notebook
Notebook (блокнот, записная книжка). По размерам он ближе к книге крупного формата. Имеет вес около 3 кг. Помещается в портфель-дипломат. Для связи с офисом его обычно комплектуют модемом. Ноутбуки зачастую снабжают приводами CD-ROM.
Многие современные ноутбуки включают взаимозаменяемые блоки со стандартными разъёмами. Такие модули предназначены для очень разных функций. В одно и то же гнездо можно по мере надобности вставлять привод компакт-дисков, накопитель на магнитных дисках, запасную батарею или съёмный винчестер. Ноутбук устойчив к сбоям в энергопитании. Даже если он получает энергию от обычной электросети, в случае какого-либо сбоя он мгновенно переходит на питание от аккумуляторов.
Palmtop
Персональный цифровой помощник
Palmtop (наладонник) — самые маленькие современные персональные компьютеры. Умещаются на ладони. Магнитные диски в них заменяет энергонезависимая электронная память. Нет и накопителей на дисках — обмен информацией с обычными компьютерами идет линиям связи. Если Palmtop дополнить набором деловых программ, записанных в его постоянную память, получится персональный цифровой помощник (Personal Digital Assistant).
Корпоративные компьютеры (иногда называемые мини-ЭВМ или main fram) представляют собой вычислительные системы, обеспечивающие совместную деятельность многих работников в рамках одной организации, одного проекта, одной сферы информационной деятельности при использовании одних и тех же информационно-вычислительных ресурсов. Это многопользовательские системы, имеющие центральный блок с большой вычислительной мощностью и значительными информационными ресурсами, к которому присоединяется большое число рабочих мест с минимальной оснащенностью (видеотерминал, клавиатура, устройство позиционирования типа «мыши» и, возможно, устройство печати). В принципе в качестве рабочих мест, соединенных с центральным блоком корпоративного компьютера, могут быть использованы и персональные компьютеры. Область применения корпоративных компьютеров – реализация информационных технологий обеспечения управленческой деятельности в крупных финансовых и производственных организациях, правительственные учреждения, создание информационных систем, обслуживающих большое число пользователей в рамках одной функции (биржевые и банковские системы, бронирование и продажа билетов и т.п.).
Особенности корпоративных компьютеров:
исключительная надежность;
высокое быстродействие;
большая пропускная способность ввода-вывода.
Стоимость таких компьютеров – миллионы долларов. Спрос – высокий.
Преимущества – централизованное хранение и обработка данных обходятся дешевле, чем обслуживание распределенных систем обработки данных, состоящих из сотен и тысяч ПК.
Суперкомпьютеры представляют собой вычислительные системы с предельными характеристиками вычислительной мощности и информационных ресурсов. Они используются в военной и космической областях деятельности, в фундаментальных научных исследованиях, глобальном прогнозировании погоды, военной промышленности, геологии и т.д. Например, прогнозирование погоды или моделирование ядерного взрыва.
Архитектура суперкомпьютеров основана на идеях параллелизма и конвейеризации вычислений.
В этих машинах параллельно, то есть одновременно, выполняется множество похожих операций (это называется мультипроцессорной обработкой). Таким образом, сверхвысокое быстродействие обеспечивается не для всех задач, а только для задач, поддающихся распараллеливанию.
Отличительной особенностью суперкомпьютеров являются векторные процессоры, оснащенные аппаратурой для параллельного выполнения операций с многомерными цифровыми объектами — векторами и матрицами. В них встроены векторные регистры и параллельный конвейерный механизм обработки. Если на обычном процессоре программист выполняет операции над каждым компонентом вектора по очереди, то на векторном — выдаёт сразу векторые команды.
Векторная аппаратура очень дорога, в частности, потому, что требуется много сверхбыстродействующей памяти под векторные регистры.
Наиболее распространённые суперкомпьютеры — массово-параллельные компьютерные системы. Они имеют десятки тысяч процессоров, взаимодействующих через сложную, иерархически организованую систему памяти.
В качестве примера рассмотрим характеристики многоцелевого массово-параллельного суперкомпьютера среднего класса Intel Pentium Pro 200. Этот компьютер содержит 9200 процессоров Pentium Pro на 200 Мгц, в сумме (теоретически) обеспечивающих производительность 1,34 Терафлоп (1 Терафлоп равен 1012 операций с плавающей точкой в секунду), имеет 537 Гбайт памяти и диски ёмкостью 2,25 Терабайт. Система весит 44 тонны (кондиционеры для неё — целых 300 тонн) и потребляет мощность 850 кВт.
Супер-компьютеры используются для решения сложных и больших научных задач (метеорология, гидродинамика и т. п.), в управлении, разведке, в качестве централизованных хранилищ информации и т.д.
Элементная база — микросхемы сверхвысокой степени интеграции.
Стоимость – десятки миллионов долларов.
Назначение – решение тех задач, для которых производительности ПК недостаточно;
Обеспечение централизованного хранения и обработки данных.
Особенности: возможность подключения десятков и сотен терминалов или ПК для работы пользователей; наличие специальных аппаратных средств для трехмерного моделирования и анимации, поэтому именно на них создается большое количество кинофильмов.
Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200 - 300 рабочих мест.
Централизованная обработка данных на мэйнфрейме обходится примерно в 5 - 6 раз дешевле, чем распределённая обработка при клиент-серверном подходе.
Известный мэйнфрейм S/390 фирмы IBM обычно оснащается не менее чем тремя процессорами. Максимальный объём оперативного хранения достигает 342 Терабайт.
Производительность его процессоров, пропускная способность каналов, объём оперативного хранения позволяют наращивать число рабочих мест в диапазоне от 20 до 200000 с помощью простого добавления процессорных плат, модулей оперативной памяти и дисковых накопителей.
Десятки мэйнфреймов могут работать совместно под управлением одной операционной системы над выполнением единой задачи.
Данная классификация достаточно условна, поскольку интенсивное развитие технологий производства электронных компонентов, значительный прогресс в совершенствовании компьютеров и их наиболее важных составляющих элементов приводят к размыванию границ между указанными классами средств вычислительной техники.
Кроме того, приведенная классификация учитывает только автономное использование вычислительной техники. В настоящее время преобладает тенденция их объединения в вычислительные сети, что позволяет интегрировать информационно-вычислительные ресурсы для наиболее эффективной реализации информационных технологий.
3. Совместимость компьютеров
ІВМ РС – совместимые компьютеры – это около 90% всех современных компьютеров.
Совместимость – это:
- программная совместимость – все программы для IBM PC будут работать на всех IBM PC – совместимых компьютерах.
- аппаратная совместимость – большинство устройств (кроме пяти или десятилетней давности) для компьютеров ІВМ РС и более новых версий ІВМ РС ХТ, ІВМ РС АТ и других пригодны для ІВМ РС – совместимых компьютеров.
Преимущества ІВМ РС – совместимых компьютеров:
полная совместимость вызвала появление сотен тысяч программ для всех сфер человеческой деятельности;
открытость рынка ІВМ РС – совместимых компьютеров вызвала острую конкуренцию среди производителей компьютеров и их комплектующих, что обеспечило высокую надежность, относительно низкую цену и максимально быстрые внедрения технических новинок;
модульная конструкция и интеграция компонентов ІВМ РС – совместимых компьютеров обеспечивающих компактность, высокую надежность, простоту ремонта, возможность легкой модернизации и увеличения мощности компьютера (более мощный процессор или более емкий НЖМД).
Широкие возможности ІВМ РС – совместимых компьютеров позволяет использовать их в различных отраслях и для решения разнообразных задач.
Вопросы для самоконтроля
По каким признакам можно разделять компьютеры на классы и виды?
Как эволюционировала элементная база компьютеров от поколения к поколению?
Когда микрокомпьютеры стали доступны для широкого домашнего применения?
Можете ли связать понятия "яблоко", "гараж" и "компьютер"?
На основе каких технических элементов создавались компьютеры первого поколения?
Какую основную проблему перед разработчиками и пользователями выдвинул опыт эксплуатации компьютеров первого поколения?
Какая элементная база характерна для второго поколения компьютеров?
Какую функцию выполняет операционная система в процессе работы компьютера?
На какой элементной базе конструируются машины третьего поколения?
Для каких поколений компьютеров характерно широкое использование интегральных схем?
Какое быстродействие характерно для машин четвёртого поколения?
Что подразумевают под "интеллектуальностью" компьютеров?
Какую задачу должен решать "интеллектуальный интерфейс" в машинах пятого поколения?
Какими особенностями должны обладать промышленные компьютеры?
Что такое операторский компьютерный интерфейс?
По каким основным признакам можно отличить мэйнфреймы от других современных компьютеров?
На какое количество пользователей рассчитаны мэйнфреймы?
Какие идеи лежат в основе архитектуры суперкомпьютеров?