Лекция 3. Автоматизированные информационные системы, многомашинные вычислительные комплексы и вычислительные (компьютерные) сети

1. Автоматизированные информационные системы;

2. Многомашинные вычислительные комплексы и сети. Архитектура построения машинных вычислительных комплексов.

Автоматизированная информационная система предназначена для повышения эффективности функционирования организации путем подготовки качественно новой информации для принятия решений или формирования управляющих воздействий.

Автоматизированная информационная система представляет собой совокупность информации, математических моделей и методов, технических, программных и технологических средств, а также соответствующих специалистов.

Автоматизированные информационные системы подразделяются на:

- Информационные, обеспечивающие сбор, обработку и предоставление информации в удобном для восприятия виде.

Результатом работы является формирование рекомендации по результатам обработки данных.

По характеру использования информации информационные АИС делятся на:

- информационно-поисковые (пассивные), которые осуществляют ввод информации, ее систематизацию, хранение и выдачу по запросу пользователя (Гарант, Консультант плюс);

- информационно-решающие (активные), которые обрабатывают информацию по заданному алгоритму и могут быть информационно-управляющими и информационно-советующими.

- Управляющие, реализующие обмен данными между элементами системы и внешней средой, обрабатывающие данные и формирующие необходимое управляющее воздействие для изменения состояния системы.

Результатом работы является переход системы из одного устойчивого состояния в другое.

Развитие информационных технологий привело кнеобходимость объединения ЭВМ, имеющих различные характеристики, с помощью каналов связи в одну единую систему, что было направлено на повышение эффективности обработки информации за счет использования преимуществ различных ЭВМ и позволило привлечь к решению задач больших коллективов, находящихся на значительном удалении друг от друга.

Абонент – объект, формирующий и использующий массивы данных (отдельные ЭВМ).

Станция – аппаратура, принимающая и передающая данные.

Абонентная система – совокупность абонентов и станций.

Создание многомашинных вычислительных комплексов и вычислительных сетей позволяет совместно использовать:

- технические средства (принтеры, сканеры и т.п.);

- базы данных;

- программное обеспечение.

При этом важным элементом создания сетей является повышение надежности решаемых задач.

Терминальное оборудование - оборудование, преобразующее пользовательскую информацию в данные для передачи по линии связи и осуществляющее обратное преобразование.

Многомашинный вычислительный комплекс представляет собой совокупность установленных на небольшом отдалении друг от друга стационарных ЭВМ и терминальных устройств, объединенных в общую систему с помощью устройств сопряжения и каналов связи для выполнения единого информационно-вычислительного процесса.

Схемы построения многомашинных вычислительных комплексов:

1) Централизованная – обрабатывает информацию в едином органе, осуществляющем все операции с данными – центральная ЭВМ и несколько связанных с ней терминальных устройств.

2) Централизованная распределенная.

Усложнение задач управления ограничило эффективность использования централизованной схемы. Причинами этому явились:

- несоответствие между сложностью объекта и его способностью своевременно получать и обрабатывать все поступающие данные;

- решение задач, имеющих различное время реализации: сбор данных, планирование диспетчеризации, экстримальное управление.

3) Иерархическая

«+»:

- возможность обработки большого объема данных;

- простота модернизации структуры;

- возможность оперативного использования хранящихся данных.

«-»:

- невысокая надежность.

Локальная вычислительная сеть – совокупность двух и более персональных вычислительных машин, размещенных на некотором удалении друг от друга.

Признаки классификации ЛВС:

1) Уровни управления: сети рабочих групп, сети отделов, сети кампусов, корпоративные сети;

2) Топология сети: шина, звезда, кольцо, иерархическая, смешанная, полносвязная;

3) Равноправность узлов сети: серверные сети, одноранговые сети;

4) Однородность сети: однородные и неоднородные сети.

Простейшее соединение двух ЭВМ называется прямым соединением.

Взаимодействие этих ЭВМ определяется устройством физического порта (разъема) и механического компонента.

ЛВС не имеющие единого центра хранения данных и управления рабочими станциями, называются одноранговыми. Все ЭВМ в тамих сетях равноправны.

Достоинства одноранговых систем:

- простота установки и настройки;

- независимость каждой персональной ЭВМ от другой;

- возможность контроля каждым пользователем своих собственных информационных ресурсов;

- низкая стоимость создания и ее эксплуатации;

- отсутствие необходимости приобретения дополнительного оборудования и ПО;

- отсутствие необходимости в наличии администратора сети.

Недостатки одноранговой сети:

- невозможность применения информационно-сетевой безопасности одновременно ко всем ресурсам ЛВС;

- пользователи должны помнить столько паролей, сколько имеется разделенных ресурсов ЛВС (сколько ЭВМ);

- не существует централизованной схемы организации поиска и управления доступа к данным;

- в зависимости от места расположения ресурса при доступе к нему падает производительность сети.

ЛВС в зависимости от решаемых задач могут иметь ту или иную топологию.

Под топологией понимается усредненная геометрическая схема соединения рабочих станций.

Виды топологий ЛВС:

1. Кольцевая топология – данные передаются по кругу.

Достоинства:

- дешевизна;

- не нужны администраторы сети;

- не нужно дополнительное ПО, технические средства

Недостатки:

- при отказе одной из рабочих станций связь в ЛВС прерывается;

- быстродействие одной из рабочих станций определяет быстродействие обмена всей ЛВС в целом;

- невозможно обеспечить заданный уровень информационной безопасности;

- при включении в состав сети более 20 рабочих станций обмен информацией замедляется (сеть подвисает).

2. Шинная топология – является наиболее простым соединением, не требует ретрансляции сообщений от одной рабочей станции к другой и использует один кабель, который называется шина.

Недостатки:

- необходимость наличия «терминатора» (убивает образы передаваемых данных из ЛВС);

- точки соединения не всегда устойчивы.

3. Звездообразная топология (все ЭВМ сети подключены к концентратору/хабу)

Достоинства:

- отказ любой рабочей станции не влияет на работоспособность ЛВС;

- характеристики любой из рабочих станций не оказывают влияния на работу других рабочих станций и на эффективность решения задач;

- существует возможность расширения ЛВС без ее выключения;

- эта топология обеспечивает необходимый уровень защиты информации.

Недостатки:

- самая дорогая топология; - при отказе концентратора нарушается вся работа сети.