Кіріспе
Информатика сөзі заманауи адамның сөздік қорында жаңа сөз болып табылады. Бұл сөздің күнделікті тұрмыста жиі қолданылуына қарамастан информатика сөзінің мағынасы әлі толық айқындалмады деп айтуга болады. Біз информатика сөзінің ақпаратқа, оны комьютерлерде өңдеуге байланысты қолданылатын сөз екенің білеміз.Ол ақпарат және автаматтандыру деген екі сөзден құралған деп есептеледі.
Қазіргі кезде барлық ақпарттың электронды түрде болып, компьютердің кеңінен қолданылуына байланысты, кез-келген сауатты азаматтың информатика жайлы білімі болуы қажет. Осы себепті информатика пәні орта мектепте оқытылып, жоғарғы оқу орындарында да міндетті пәндер қатарына енгізілді.
Ақпараттың өте кең көлемде өсіп кетуі, барлық салаларда болуына байланысты, бұл қоғамның жаппай ақпараттандырылуына әкеліп соқты.
Ақпараттандырудын мақсатты- ақпараттық қоғам құру болып табылады, басқа адамдар ақпаратты өндіру, сақтау және өңдеумен айналысады. Осы себепті информатика пайда болды десе де болады. Ақпараттық қоғамға келесі белгілер жатады: ақпараттың көбеюі мен жетіспеуін болдырмауы; қоғамның басты даму белгісі- ақпаратты экономика; адамзаттың жиған білім- білік дағдыларының жаңа технологиялар арқасында жақсы сақталуы; барлық әлеуметтік салалардың ақпараттандырылуы, ақпараттың күрт өсуіне әкелуі; барлық адамзатың ақпарат алмасу арқылы бірігуі; информатиканың арқасында кез-келген адамның дүние жүзілік өркениетен хабардар болуы.
Бұл процестін кері әсер ететін тұстары да бар: жаппай ақпараттандырудың қатты әсер етуі; ақапараттаңдыруыдың адамның жеке басына қол сұғуға әкліп соғуы; ақпараттандыру процесінде ақрпараттың шыңайы болуы маңызды рөл атқарады; кейбір адамдар ақпараттанған қоғамға әлі де болса үйрене алмай келеді. Осы ақпарат пен информатика бірге отырып ақпараттық процесс ұғымын туғызады.
Есептеуіш желілерінің эволюциясы
Компьютерлік технология эволюциясының логикалық нәтижесі есептеуіш жүйелерінің концепциясы болып табылады. 50ж арзан, үлкен компьютерлер өте аз мөлшердегі қолданушыларға арналған. Мұндай компьютерлер қолданушының интерактивті жұмысына арналған пакеттік өңдеу тәртібінде қолданған.
Пакеттік өңдеу жүйелері ереже бойынша қуатты және әмбебап компьютерге жүктелген мэйнфрейм базасында құрылады. Қолданушылар бағдарлама командасын және мәліметтерін құрайтын перфо-карталар дайындайды және оларды есептеу орталығына жіберіп отырған. Операторлар бұл картаны компьютерге енгізіп, ал баспаға шығарылған нәтижені қолданушылар келесі күні алып отырған.
Пакеттік тәртіп – бұл басқа тәртіптерге қарағанда қолданушының көптеген тапсырмасын бірлік уақытта орындауға мүмкіндік беретін, қолдануға өте тиімді есептеу қуаты.
Көп терминалды жүйелер. 60ж басында процессорлардың арзандауына байланысты уақытты айыратын интерактивті көптерминалды жүйелер дами бастады. Мұндай жүйелерде компьютер бірнеше қолданушының басқаруына берілді. Әрбір қолданушы өзінің басқаруына компьютермен сұхбат жүргізуге көмектесетін терминін алып отырды. Бірақ қолданушыға компьютерді қолданып отырған басқа қолданушылардың жұмысын білдіртпеуге есептеу жүйе әсерінің уақыты өте аз болады. Терминалдар есептеу орталығының шегінен шығып барлық кәсіпорындарға тарады. Және есептеу қуаты толық орталықталған болып қалса да , мәліметтерді енгізіп-шығару сияқты кейбір фүнкциялар анықтала бастады. Мұндай орталықтанған көптерминалды жүйелер сырттай локальды есептеу желісіне өте ұқсаса болады. Бірақ локальды жүйелердің пайда болуы үшін көп уақыт кеоек боллады. Себеббі көптерминалды жүйенің сырт бейнесі анықталған жүйеге ұқсас болса да, онда мәліметті өңдеудегі орталықтанған қасиет әлі де сақталған еді.
Глобальды желінің пайда болуы. Бұл уақытта бір-бірінен едәуір қашық жатқан компьютерді біріктіру қажеттілігі жетіле бастады. Бұл жүздеген, тіпті мыңдаған километр қашықтықта орналасқан терминалдан компьютерге кіру сияқты қарапайым тапсырманы шешуден басталады. Терминалдар компьютермен телефон желісі арқылы модемнің көмегімен байланысты. Мұндай желілер көптеген қолданушыларға супер-ЭЕМ классының бірнеше қуатты компьютерінің жеке ресурстарына кіруге мүмкіндік берді. Содан кейін алшақтанған терминал-компьютер типтес байланысымен бірге, компьютер-компьютер типтес байланыстар кіретін жүйелер пайда болды. Компьютерлер кез келген есептеу желісінің базалық механизмі болып табылады. Автоматты тәртіпте мәліметтерді алу мүмкіндігіне ие болады. Бұл механизмді қолдана отырып, бірінші желіде қазіргі кезде дәстүрлі желі қызметіне айналған электронды почта, мәліметтер қоры синхронизациясы және файлдарды айырбастау қызметті жасалды.
Бірінші локальды желілер. 70ж басында компьютерлік компоненттерді өндіру облысында технологиялық өзгерістер пайда болды. Ол үлкен интегралды схемалардың пайда болуымен сипатталды. Олардың салыстырмалы орташа бағасы және жоғарғы функционалды мүмкіндіктері мини-компьютердің құрылуына әкеліп соқты. Мини-компьютерлер технологиялық құрылғылармен басқару тапсырмасын оррындайды. Соның негізінде, барлық кәсіпорындар бойынша компьютерлік ресурстарды анықтау концепциясы және олардың өзара байланысы үшін керекті бағдарламалық қамтама сыз ету өнімдері пайда болды. Нәтижесінде алғашқы локальды есептеу жүйесі пайда болды. Олардың қазіргі заманғы локальды желліден айырмашылығы көп болды. Біріншіден, өзінің стандартты емес тартылу құрылғысымен ерекшеленді.
Локальды желінің стандартты технологиясын құру. 80ж орта шенінде компьютерлерді Ethernet, Arcnet6 Token Ring желісіне біріктіру стандартты технологиясы анықталды. Олардың дамуына қуатты стиммул атқарған дербес компьютер болды. Бір жағынан олар желілік бағдарламалық қамтамасыз етудің жұмысы үшін толықтай қуатты болды. Екінші жағынан, дисктік массивті қымбат перифериялық құрылғыларды айыруды және қиын тапсырмаларды шешу үшін өзінің есептеу қуатын біріктіруді қажет етті. Сондықтан дербес компьютерлер мини-компьютерлер мен мэйнфреймді ығыстырып, клиенттік компьютер ретінде ғана емес, сонымен қатар мәліметтерді өңдеу және сақтау орталығы ретінде де локальды желіні игере бастады.
Қазіргі заманғы тенденциялар. Бүгінгі таңда локальды желінің кабельдік жүйесінің сапасынан қалыспайтын, жоғары жылдамдықты территориялық каналдар байланысының пайда болуымен глобальды және локальды желі арасында айырмашылық күннен күнге азаюда. Глобальды желіде локальды желі қызметі сияқты ресурстарға тиімді және қолайлы кірі қызметі пайда болды. Осындай мысалдар көп мөлшерде өте белгілі Ethernet глобальды желісінде көрсетіледі. Локальды желіде өзгереді. Компьютерлерді біріктіретін белсенсіз кабельдің орнына көп мөлшерде әртүрлі коммуникациялық құрылғылар – коммутаторлар, маршрутизаторлар, шлюздар пайда болды. Осындай құрылғының арқасында өте күрделі құрылымы бар және мыңдаған компьютерді есептейтін үлкен корпоративті желіні құруға мүмкіндік туды.
Локальды және глобальды желіні бірдей дәрежеде қозғайтын тағы бір өте керекті тенденция пайда болды. Онда бұрынғы есептеуіш желісіне кірмейтін ақпараттар – дауыс, бейнесуреттер, суреттер өңделеді Бұл коммуникациялық құрылғылардың, желілік операциялық жүйенің және хаттаманың жұмысына өзгеріс енгізуді қажет етті.
Есептеу желілері – бөлінген жүйелердің жеке жағдайлары. Компьютерлік желі бөлінген (немесе децентрализацияланған) есептеуіш жүйелеріне жатады. Мәліметтерді өңдеу орталығының бар болуы бөлінген есептеуіш жүйесінің негізгі белгісі болып табыладды. Бірақ компьютер желісімен қатар бөлінген жүйеге мультипроцессорлы компьютер және көпмашиналы есептеуіш комплексі жатады.
Мультипроцессорлы компьютерде өзінің бағдарламасын басқалардан тәуелсіз орындайтын бірнеше процессорлары бар. Мультипроцессорда прооцессорлар арасындағы есептеуіш жүктемесін оперативті бөлетін барлық процессорға ортақ операциялық жүйесі бар. Жекеленген процессорлар арасындағы өзара қатынас жалпы оперативті зерде арқылы ұйымдастырылады. Барлық процессорлар үшін барлық перифериялық құрылғылар жалпы мультипроцессорлы жүйе болып табылады. Мультипроцессор терминалды орналасуды қолдамайды. Оның барлық блоктары қарапайым компьютердегідей бір немесе бірнеше жақын орналасқан конструктивте орналасады. Мультипроцессордың негізгі ерекшелігі – бірнеше компьютердің параллельді жұмыс жасау барысындағы жоғары өндірушілігі.
Көпмашиналық жүйе – бұл құрамына бірнеше компьютерді (әрқайсысы өзінің операциялық жүйесінің басқаруымен жұмыс істейді), сонымен қатар компьютер байланысының бағдарламалық және аппаратттық құралдарын қосатын есептеуіш комплексі.
Кез келген көпмашиналық жүйенің жұмысы басты екі компонентпен анықталады: процессормен байланысты жоғары жылдамдықты механизмммен және қолданушылар мен қосымшаларға комплекске кіретін барлық компьютердің ресурстарына көрінерлік қатынау беретін жүйелік бағдарламалық қамтамасыз етумен.
Байланыс құралдарының құрамына жүйеннің реконфигурациясымен және есептеу синхронизациясымен және есептеуді жүктеумен айналысаттын бағдарламалық модульдер кіреді. Егер комплекс компьютерлерінің біреуінде бас тарту болса, онда оның тапсырмалары автоматты түрде басқа компьютерге ауысаады және сонда орындалады. Егер көпашиналық жүйенің құрамына сыртқы құрылғыларды бірнеше басқарушылар кірсе, онда біреуі жұмыстан бас тартқан кезде басқа басқарушылар автоматты түрде жұмысты жалғастырады. Осылай, тұтас комплекстің жоғары бас тарту тұрақтылығына кол жетеді. Бас тарту тұрақтылығының артуы барысында көпмашиналық жүйе параллельді есептеу жүйесінің арқасында жоғары өндірушілікке ие болады. Көпмашиналық жүйенің параллельді өңдеу мүмкіндігі мультипроцессорлы жүйемен салыстырғанда шектелген: егер параллельді орындалатын тапсырмалар мәліметтер бойынша бір-бірімен тығыз байланысты болса, онда параллельдену эффективтілігі күрт төмендейді. Компьютерлер арасындағы қашықтық дисктік ішкі жүйе мен процессорлы блок арасындағы байланыс ұзақтығымен анықталатын болғандықтан, көпмашиналық комплексте территориялды бөлектену қамтамасыз етілмейді.
Есептеуіш желілерінде аппаратты және бағдарламалық байланыстар өте әлсіз болып табылады, ал өңделетін блоктардың автономдылығы жоғары дәрежеде көрінеді. Желінің басты элементтері болып не ортақ зерде блогы, не ортақ перифериялық құрылғылары жоқ стандартты компьютерлер табылады. Компьютерлер арасындағы байланыс арнайы перифериялық құрылғылардың – желілік адаптердің көмегімен жүзеге асырылады. Әрбір компьютер өзінің операциялық жүйесінің басқаруымен қызмет етеді, ал компьютер желісінің арасындағы жұмысты анықтайтын «ортақ» операциялық жүйе болмайды. Компьютер желісінің арасындағы өзара байланыс желілік адаптер және байланыс каналдары арқылы хабарлама жіберу барысында жүреді. Осы хабарламалардың көмегімен бір компьютер басқа компьютердің локальды ресурстарына қатынау сұрайды. Мұндай ресурстарға дискте сақталатын мәліметтер, сонымен қатар перифериялық құрылғылар – принтерлер, модемдер, факс-ақпараттары және т.б. кіреді. Желіні қолданушылар арасында әрбір компьютердің локальды ресурстарын бөлу – есептеу желісін құрудың басты мақсаты болып табылады. Желінің барлық қолданушыларына ресурстары қол жетерлік болатын компьютерлерге басқа компьютерлерден түсетін сұраныстарды тосу тәртібінде болатын модульдерді қосу қажет. Негізінде мұндай модульдер бағдарламалық серверлер (server) деп аталады.