11. Системы обработки данных (сод).

СОД – совокупность технических средств и программного обеспеч-я, предназначенная для информационного обслуживания пользователей и технических объектов.

Основа СОД – это технич. средства, т. к. их производительность и надежность в наибольшей степени определяет эффективность СОД. В состав технич. средств входит оборудование для ввода, хранения, преобразования и вывода данных, в т. ч. ЭВМ, аппаратура передачи данных, и линии связи. Примеры СОД: вычислительные системы для решения инженерно-технических, планово-экономических и учетно-статистических задач, автоматизированные системы управления предприятиями и др.

Типы СОД: 1)Одномашинные СОД построены на базе единственной ЭВМ с традиционной однопроцессорной структурой. Их создание и разработка ПО, не вызывает трудностей. Но производительность и надежность этой ЭВМ удовлетворительна лишь для ограниченного применения, когда требуется относительно невысокая (до нескольких млн. операций в сек.) производительность и допускается простой системы в течение нескольких часов из-за отказов оборудования. ↑ производительности и надежности ЭВМ обеспечивается за счет совершенствования технологической базы. Производительность ЭВМ в 10 млн. операций в сек. – максимально возможная. Одномашинные СОД лишь частично удовлетворяют потребность в автоматизации обработки данных.

2)Вычислительные комплексы (ВК). а)Многомашинный ВК – это связь нескольких ЭВМ между собой. Есть косвенная (через общие внешние запоминающие устройства – накопители на магнитных дисках, лентах) и прямая связь (через адаптер, обеспечивающий обмен данными между каналами ввода-вывода 2х ЭВМ и передачу сигналов прерывания; позволяет вести параллельно процессы обработки и увеличивать производительность СОД). б)Лучшие условия для взаимодействия – когда все процессоры имеют доступ ко всему объему данных, хранимых в оперативных запоминающих устройствах (ОЗУ), и могут взаимодействовать со всеми периферийными устройствами комплекса. Вычислительный комплекс, содержащий несколько процессоров с общей оперативной памятью и периферийными устройствами, называется многопроцессорным ВК. Он обладает большей устойчивостью к отказам. Каждый процессор имеет доступ ко всем данным, хранимым в общей оперативной памяти, и к периферийным устройствам, что позволяет параллельно обрабатывать не только независимые задачи, на и блоки одной задачи. Т.е. ВК – это совокупность технических средств, включающих в себя несколько ЭВМ или процессоров, и общесистемного/базового (не прикладное) программного обеспечении.

3) Вычислительные системы (ВС) – это СОД, настроенная на решение задач, конкретной области применения. ВС включает в себя технич. средства и ПО, ориентированные на решение определенной совокупности задач. Есть 2 способа ориентации. 1)ВС может строиться на основе ЭВМ или ВК общего применения и ориентация системы обеспечивается за счет прикладных программ и, возможно, операционной системы. 2)ориентация на заданный класс задач достигается за счет использования специализир. ЭВМ и ВК (здесь при умеренных затратах оборудования добьёмся высокой производительности). Специализир. ВС широко используются при решении задач по интегрированию дифференциальных уравнений, обработке изображений и т. д. Адаптация ВС для приспособления её к структуре алгоритма достигается засчет изменения конфигурации системы. Адаптивные ВС иначе называют системами с динамической структурой. За счет адаптации достигается высокая производительность в широком классе задач и обеспечивается устойчивость системы к отказам.

4) Системы телеобработки. Эффективность систем можно повысить, если обеспечить ввод данных в систему с мест их появления и выдачу результатов обработки к местам их использования. Для этого нужно связать СОД и рабочие места пользователей с помощью каналов связи. Т.е. система телеобработки данных – это система, предназначенная для обработки данных, передаваемых по каналам связи. Пользователи (абоненты) взаимодействуют с системой через терминалы (абонентские пункты), подключаемые через каналы связи к средствам обработки данных – ЭВМ или ВК. Данные передаются по каналам связи в форме сообщений – блоков данных + служебная инфа, необходимая для управления процессами передачи и защиты данных от искажений. ПО содержит спец. средства, необходимые для управления техническими средствами, установления связи между ЭВМ и абонентами, передачи данных между ними и организации взаимодействия пользователей с программами обработки данных.

5) Вычислительные сети объединяют территориально разрозненный СОД в единый комплекс с помощью каналов передачи данных с единым ПО и обеспечивает доступ к данным и процедурам их обработки всех пользователей, связанных общей сферой деят-ти.

Узлы связи (УС) принимают данные и обеспечивают их доставку абонентам. Ядро сети – базовая сеть передачи данных (СПД), включающая УС и каналы связи. ЭВМ подключают к УС базовой сети передачи данных, что обеспечивает обмен данными между любыми каналами ЭВМ. Совокупность ЭВМ, объединенных СПД образует сеть ЭВМ. К ЭВМ прямоо или с помощью каналов связи подключены терминалы, через которые пользователи взаимодействуют с сетью. Совокупность терминалов и средств связи для подключения их к ЭВМ образуют терминальную сеть. Т.е. вычислительная сеть это композиция СПД, сети ЭВМ и терминальной сети. Вычислительные сети используют для объединения ЭВМ в пределах региона, страны или континента. Оснащены все ЭВМ спец. программными средствами для сетевой обработки данных. На сетевое ПО возлагают широкий комплекс функций:

- установление соединений между взаимодействующими процессами и ЭВМ,

- управление процессами передачи данных,

- ввод и выполнение заданий от удаленных терминалов,

- доступ программ к набору данных, размещенных в удаленных ЭВМ.

Вычислительные сети – более эффективный способ построения крупномасштабных СОД. Они позволяют автоматизировать управление отраслями производства, транспортом и материально- технич. снабжением крупных регионов. Стоимость обработки данных в сетях ЭВМ в 1,5 раза меньше, чем автономными ЭВМ.

6) Локальная вычислительная сеть (ЛВС) – это совокупность близко расположенных ЭВМ, которые связаны последовательными интерфейсами и оснащены программными средствами, обеспечивающими информационное взаимодействие между процессами в различных ЭВМ. ЭВМ связываются с помощью моноканала, единого для всех ЭВМ сети. Длина моноканала не превышает нескольких сотен метров. Пропускная способность порядка 105-107 бит/сек, что достаточно для информационной связи между десятками ЭВМ. Сетевые адаптеры (СА) – контроллеры, реализующие операции ввода-вывода через моноканал. Моноканал упрощает процедуру установления соединений и обмена данными между ЭВМ. Поэтому сетевое ПО оказывается проще, чем в ВС, содержащих сеть передачи данных, и легко встраивается даже в микро-ЭВМ. ЛВС является эффективным средством построения сложных СОД на основе мини- и микро-ЭВМ, систем автоматизации проектирования, управления производством, транспортом и т.д.

Классификация СОД в зависимости от способа их построения: а)на основе отдельных ЭВМ, ВК и ВС образуют класс сосредоточенных (централизованных) систем, где вся обработка реализуется ЭВМ, ВК или спец. системой. б)Системы телеобработки и вычислительные сети относятся к классу распределенных систем, в которых процессы обработки данных рассредоточены по многим компонентам. При этом системы телеобработки считаются распределенными условно т.к. основные функции обработки данных здесь реализуются централизованно в одной ЭВМ или в ВК.