Распределенная обработка данных
Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо также иметь динамичные способы обращения к информации, способы поиска данных в заданные временные интервалы; реализовывать сложную математическую и логическую обработку данных.
В эпоху централизованного использования ЭВМ с пакетной обработкой информации пользователи вычислительной техники предпочитали приобретать компьютеры, на которых можно было бы решать почти все классы их задач. Однако сложность решаемых задач обратно пропорциональна их количеству, и это приводило к неэффективному использованию вычислительной мощности ЭВМ при значительных материальных затратах. Нельзя не учитывать и тот факт, что доступ к ресурсам компьютеров был затруднен из-за существующей политики централизации вычислительных средств в одном месте.
Принцип централизованной обработки данных (рис. 6.1) не отвечал высоким требованиям к надежности процесса обработки, затруднял развитие систем и не мог обеспечить необходимые временные параметры при диалоговой обработке данных в многопользовательском режиме. Кратковременный выход из строя центральной ЭВМ приводил к роковым последствиям для системы в целом, так как приходилось дублировать функции центральной ЭВМ, значительно увеличивая затраты на создание и эксплуатацию систем обработки данных.
Рис 6.1. Система централизованной обработки данных
Рис 6.2. система распределенной обработки данных
Появление малых ЭВМ, микроЭВМ и, наконец, персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации систем обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникло логически обоснованное требование перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных (рис. 6.2).
Распределенная обработка данных - обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.
Для реализации распределенной обработки данных были созданы многомашинные ассоциации, структура которых разрабатывается по одному из следующих направлений:
многомашинные вычислительные комплексы (МВК);
компьютерные (вычислительные) сети.
Многомашинная ВС (ММС) содержит несколько ЭВМ, каждая из которых имеет свою ОП и работает под управлением своей операционной системы, а также средства обмена информацией между машинами.
Вычислительная система называется многопроцессорной, если она содержит несколько процессоров, работающих с общей ОП (общее поле оперативной памяти) и управляется одной общей операционной системой. Часто в МПС организуется общее поле внешней памяти.
Системы терминал—хост
Первые системы совместной эксплуатации информационных и вычислительных ресурсов (системы коллективного пользования) появляются в 1960—1970-е гг. и относятся к вычислительным системам с разделением времени. Первоначально операционные системы ЭВМ (ОС) были рассчитаны на пакетную обработку информации, затем с созданием интерактивных терминальных устройств появляется возможность совместной работы пользователей в реальном масштабе времени.
Основные этапы развития систем доступа к информационным ресурсам включают следующие схемы.
1. Взаимодействие терминала (конечный пользователь, источник запросов и заданий) и хоста (центральная ЭВМ, держатель всех информационных и вычислительных ресурсов).
Может осуществляться как в локальном, так и в удаленном режиме, во втором случае, как правило, некоторая совокупность пользователей (дисплейный класс) размещается в так называемом абонентском пункте — комплексе, снабженном контроллером (устройством управления), принтером, концентратором и обеспечивающим параллельную работу пользователей с удаленным хостом. Связь между хостом и абонентским пунктом в этом случае осуществлялась с помощью модемов, по телефонным каналам.
2. На следующем этапе формируются сети передачи данных (из существующих общих и специальных цифровых каналов), позволяющие как осуществлять более тесное взаимодействие терминал—хост, так и обмен хост—хост для реализации распределенных баз данных и децентрализации процессов обработки информации.
3. Появление и массовое распространение персональных компьютеров выводит на первый план (для массового пользователя) проблему связи ПК— ПК для быстрого резервирования и копирования информации (в том числе с использованием модемов) и локальные сети — для совместной эксплуатации баз данных (файл—сервер) и дорогостоящего оборудования. В дальнейшем локальные сети потеряли самостоятельное значение вследствие интеграции с глобальными в двухуровневые сети, строящиеся по единому принципу в рамках Internet.
В последующем перечисленные конфигурации не претерпели существенных изменений, однако понятия хост и терминал из чисто аппаратурных трансформировались в аппаратурно-программные и даже сугубо программные (например, эмуляторы терминала и эмуляторы хоста на однотипных ПК. Кроме того, в 80-е гг. в обиход входит понятие интеллектуального терминала (smart terminal) — сателлитной машины, которая берет на себя часть функций по обработке информации пользователя (например, синтаксический анализ запроса или программы).