Структурные характеристики информационных технологий

Понятие технология относится к способу и последовательности деятельности людей с использованием оборудования и материалов для достижения конечной цели. Например, технология производства мебели, станков и т.д. В этом смысле информационные технологии (ИТ) представляют обычную технологию. Только в качестве оборудования используются аппаратные и программные средства, материалов – информация. Различают понятие информационных технологий в широком смысле, как способы использования различных аппаратных и программных средств, для хранения и переработки информации с целью эффективного управления объектом, и в узком смысле, как виды организации программных средств для программирования задач управления объектами, например ASP.NET технология. Далее будем рассматривать ИТ в широком смысле, кроме тех случаев, когда речь будет идти о программных средствах.

Информационные технологии как и любая система включают составляющие её компоненты, которые образуют структуру ИТ. Эти компоненты называются видами обеспечения. Различают следующие основные виды обеспечения информационных технологий:

• Аппаратное обеспечение;

• Программное обеспечение;

• Информационное обеспечение;

• Организационное обеспечение;

• Юридическое обеспечение.

• Лингвистическое и другие виды обеспечения.

Аппаратное обеспечение включает как средства компьютерной техники, так и сетевое оборудование. Поддержание работоспособности аппаратных средств и решение задач пользователей обеспечивается программным обеспечением. Задачи информационного обеспечения позволяют подготовить информацию для решения проблем пользователей с помощью соответствующих программ, а также определяют результаты и формы их представления, полученных с помощью программных средств. Организационное обеспечение определяет использование людских ресурсов для решения задач информационных технологий. Сюда входят как системные и сетевые администраторы, так организация рабочих мест для решения задач предприятия или любого другого объекта. И наконец юридическое обеспечение решает как задачи лицензирования и лицензионного использования программных средств, так и юридические аспекты использования информации.

Степень правильности использования этих видов обеспечения обуславливает эффективность применения ИТ в целом. Причем казалось бы второстепенные виды обеспечения, такие как организационное и юридическое, подчас играют ключевую роль в эффективности использования ИТ.

(Технология аппаратной виртуализации.)

Аппаратное обеспечение информационных технологий Общие характеристики компьютеров

Все компьютеры можно разделить на несколько категорий.

• Карманные ПК.

• Блокнотные ПК.

• ПК в сфере домашнего хозяйства.

• Базовые настольные ПК.

• Сетевые ПК.

• Высокопроизводительные настольные ПК, рабочие станции и серверы начального уровня.

• Многопроцессорные рабочие станции и серверы высокого уровня.

• Суперкомпьютеры.

Каждой категории компьютеров соответствует специфическая программно-аппаратная инфраструктура.

Карманные ПК гораздо проще компьютеров других категорий, однако в комплекте с сотовым телефоном, специальным факс-модемом и мобильным принтером они могут представлять собой полноценный мобильный офис. Корпоративные пользователи карманных ПК приобретают такой автономный мобильный компьютер для удалённого доступа к локальной сети предприятия с помощью специализированного ПО. Для блокнотных ПК (notebook) предлагаются мобильные процессоры Intel , AMD и MediaGX фирмы Cyrix.

Самая большая категория – базовые настольные ПК. Базовые настольные ПК предназначены для пользователей решающих расчетные, учебные, офисные задачи, не критичные к качеству и объему аппаратного ресурса – памяти, быстродействию процессора или видеокарты.

Высокопроизводительные настольные ПК, рабочие станции и серверы начального уровня – более дорогостоящие, чем ранее рассматриваемые компьютерные системы. Такие компьютеры предназначены для инженеров и пользователей настольных издательских систем, там, где нужно работать со сложной графикой. На рабочую станцию устанавливают обычно только один процессор, а на сервер начального уровня – один или два.

Сервер начального уровня может поддерживать небольшую локальную сеть (до 40 пользователей). От базового настольного ПК такой сервер отличается корпусом типа мидитауэр и большим количеством разъёмов расширения. На сервер начального уровня устанавливается до двух процессоров Pentium II или Pentium Pro. Существуют модели (Dell PowerEdge 2200) с RAID-контроллерами с поддержкой нескольких накопителей Кроме модели фирмы Dell, примером серверов начального уровня могут быть Hewlett-Packard Net Server E и Compaq ProSignia.

Одной из важнейших характеристик данных и более сложных вычислительных систем является надежность. Высокая степень надежности достигается совершенствованием конструкции и повышением отказоустойчивости аппаратной и программной части.

Под отказоустойчивостью понимают возможность компьютерной системы выполнять свою работу после возникновения ошибок. В отличие от простых компьютерных систем, где временный выход из строя может не повлечь за собой больших негативных последствий, необходимость повышения отказоустойчивости сложных многопроцессорных систем представляет собой сложнейшую задачу, решаемую несколькими путями. Среди них: введение дополнительных (запасных) блоков, мгновенная самопереконфигурация системы, повышенное внимание отладке программного обеспечения и другие.

Многопроцессорные рабочие станции и серверы высокого уровня имеют обычно от двух до восьми наиболее производительных процессоров, не менее двух источников питания и вентиляторов, заменяемых «на ходу», несколько интегрированных контроллеров Ultra-Wide SCSI. Серверы содержат большие объёмы оперативной и дисковой памяти. При рассмотрении особенностей применения многопроцессорных систем, важное внимание следует уделить такому понятию, как масштабируемость.

Под масштабируемостью следует понимать возможность добавления количества процессоров, модулей памяти различных видов, а также и других ресурсов вычислительной системы. Практическое выражение масштабируемость приобретает при проектировании аппаратной и программной части архитектуры и конструкции компьютерной системы. Основной смысл масштабируемости заключается в возможности увеличения производительности, пропускной способности системы, обеспечения выполнения практических задач качественно более высокого уровня. При масштабировании проводится тестирование с целью проведения наращивания мощности именно в, так называемых, «узких» местах системы.

Для общей производительности серверов имеет большое значаще быстродействие кэш-памяти второго уровня. Поэтому при выборе следует отдавать предпочтение серверам, созданных на основе процессоров с более емкой и быстрой кэш-памятью, нежели более высокой тактовой частотой.

Кластерная система представляет собой объединение машин, являющегося единым целым для операционной системы, системного программного обеспечения, прикладных программ и пользователей. Кластерные системы в последнее время получили широкое распространение, так как обеспечивают высокую степень отказоустойчивости за счет возможности мгновенно автоматически перейти с вышедшего из строя узла на работающий. Другое достоинство таких систем – более низкая, чем у суперкомпьютеров, стоимость создания и эксплуатации.

Разработчиком идеологии кластерной системы можно назвать компанию DEC. Разработанная фирмой система кластеров характеризуется возможностью разделения ресурсов, высокой готовностью (быстрым переводом пользователей на другой компьютер кластера), высокой пропускной способностью, удобством обслуживания системы, расширяемостью.

Практической областью применения кластерных систем может служить реализация технологии параллельных баз данных. При этом большое число процессоров разделяет доступ к одной базе данных, что позволяет достичь высокого уровня пропускной способности транзакций и поддерживать быструю работу большого числа одновременно работающих пользователей. Параллельные базы данных формируются на основе симметричной многопроцессорной архитектуры с общей памятью (Shared Memory SMP Architecture), архитектуры с общими дисками (Shared Disk Architecture) и архитектуры без разделения ресурсов (Shared Nothing Architecture).

В современный ПК входят следующие основные компоненты:

• материнская плата (Motherboard), называемая ещё главной (Mainhoard) или системной платой

• CPU (Central Processing Unit) – центральный процессор; FPU (Floating Point Processing Unit) – сопроцессор

• винчестер или накопитель на жёстком магнитном диске, обозначенный в документации как HDD (Hard Disk Drive)

• дисковод – для гибких магнитных дисков, FDD (Floppy Disk Drive)

• RAM (Random Access Memory) оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

• ROM (Read Only Memory) – постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

• графический контроллер – устройство, выполняющее графические операции и обработку видеоданных; акселератор – процессор, ускоряющий обработку видеоизображений

• монитор

• элементы электрических соединений узлов и блоков состоят из переходных контактов, плоских кабелей и монтажных проводов;

• корпус (case) – функциональный элемент, защищающий компоненты PC от внешнего воздействия и содержащий блок питания UPS – источник бесперебойного питания;

• устройства ввода – клавиатура, мышь, трэкболл, джойстик, дигитайзер, сканер;

• устройства вывода – принтер, плоттер;

• мультимедиа компоненты – звуковая карта, CD-ROM, DVD-ROM, карты видео ввода-вывода;

• устройства коммуникаций – факс, модем, сетевая карта.

Все категории компьютеров используют память нескольких типов:

• L1 – кэш-память первого уровня (реализуемая на процессоре).

• L2 – кэш-память второго уровня (располагаемая на материнской плате или на процессоре, к примеру Pentium II).

• RAM – оперативная память.

• Внешняя память (магнитные, магнитооптические и оптические носители).