5.4. Управление аппаратными ресурсами

Как вы уже могли заметить, выбор и применение той или иной аппаратной ком­пьютерной технологии оказывают серьезно влияние на продуктивность бизнеса. Подобная технология представляет важный организационный ресурс, который нуждается в корректном управлении. Менеджеры вынуждены соблюдать баланс между затратами на приобретение аппаратных средств и необходимостью в под­держке «отзывчивой» и надежной платформы, применяемой для реализации при­кладных информационных систем. В настоящем разделе главы будут описаны наиболее важные вопросы, связанные с управлением информационными техно­логическими ресурсами: понимание новых технологических требований к элект­ронной коммерции и киберкорпорации, определение общей стоимости владения (ТСО, total cost of ownership) технологическими ресурсами, а также идентифика­ция технологических тенденций, оказывающих влияние на инфраструктуру ин­формационной технологии организации.

Требования к аппаратной технологии, применяемой для электронной коммерции и в киберкорпорации

Электронная коммерция и бизнес выдвинули совершенно новые требования к технологии аппаратных средств, поскольку в организациях многие ручные и ос­нованные на бумажных документах процессы были заменены их электронными аналогами. В компаниях выполняются обработка и хранение огромных количеств данных для приложений, выполняющих интенсивный обмен информацией, та­ких как видео или графика, а также в целях электронной коммерции. Намного больший объем вычислительных мощностей и памяти требуется для обработки «всплеска» цифровых транзакций, передающихся между различными подразде­лениями фирмы, а также между фирмой и ее заказчиками/поставщиками.

Стратегическая роль технологии хранения данных в киберкорпорации

Поскольку электронная коммерция и бизнес привели к падению роли бумажных документов, любая информация (включая заказы на приобретение, счета-фактуры,

О КНО ТЕХНОЛОГИИИ

Организация компьютеров с массовым параллелизмом с помощью модели одноранговых вычислений

Знаете ли вы о том, что около 90% вычислительной мощности большинства компьютеров остаются незадействованными? Многие из них используются по рабочим дням, простаивая во время перерывов на кофе, обедов, деловых встреч, по ночам и выходным. Даже в рабочем состоянии при выполнении большинства задач используется незначительная доля вычислительной мощ­ности. Одноранговая обработка породила революционную концепцию, суть которой заключается в том, что среди многих компьютеров распределяются небольшие порции гигантских вычислительных задач, в результате чего за-действуются свободные вычислительные мощности. Эффект одноранговой технологии может использоваться в целях организации компьютеров с мас­совым параллелизмом.

Одноранговую технологию вряд ли можно охарактеризовать как нечто очень сложное или новое в технологическом плане. Все, что она делает, — эта установка непосредственных связей между двумя компьютерами, в ре­зультате чего они могут «разговаривать» друг с другом, не прибегая к помощи «третьей стороны» (сервера). В чем же состоит новизна установки соедине­ний между компьютерами через Интернет или частные сети? Непосредствен­ные соединения могут легко устанавливаться между любыми двумя компьюте­рами, выбранными среди тысяч или даже миллионов компьютеров, подключенных к Сети. В качестве одного хорошо известного примера одноранговой распре­деленной обработки может служить проект SETI@home, начало которому было положено весной 1999 г. Суть проекта заключалась в поиске внеземного разума. Каждый день наибольшие мировые радиотелескопы, размещенные в Аресибо и Пуэрто-Рико, «слушают» космос, фиксируя цифровые шумы, «пу­тешествующие» во Вселенной. В результате ежедневно накапливается мас­сив данных, объем которого достигает 50 Гбайтов. Затем требуется проана­лизировать собранные данные на предмет наличия регулярных фрагментов, которые могут свидетельствовать об их искусственном происхождении. Од­нако анализ данных, собранных в течение года, потребует около 100 тыс. лет работы большого компьютера, настолько грандиозной является эта задача. Решение заключается в использовании модели одноранговых вычислений в целях создания виртуального компьютера с массовым параллелизмом.

Данные, собранные радиотелескопом в Аресибо, передаются в Калифор­нийский университет в Беркли, где они разбиваются на рабочие модули,

заявки, а также наряды на работу) должна храниться в электронном виде и быть доступной для всех желающих. Заказчики и поставщики выполняют свою работу в электронной форме путем размещения заказов, проверки счетов и т. д. в любое время дня и ночи. Именно поэтому они выдвигают требование о доступности дан­ных в течение 24 часов в сутки. Ведь для электронного бизнеса не существуют границы и не имеют особого значения расстояния.

Например, банк Chase Manhattan Bank уделяет большое внимание интерак­тивным банковским технологиям, в связи с чем ему пришлось изменить исполь­зуемый метод обработки чеков. Еще до недавнего времени банк сохранял копии

о бъем каждого из которых составляет 350 Кбайтов. В течение одного рабочего дня генерируется 150 тыс. модулей. Затем каждый из модулей загружается одним из 2 млн добровольцев, чьи компьютеры используются для обработки данных в силу их недостаточной загруженности. Как только обработка модуля завершается (примерно 20 часов на компьютере с процессором Pentium II 400 МГц), результаты выгружаются на SETI-компьютер в целях их заверша­ющего обзора. Анализ подобного типа стал возможным только потому, что на компьютерах добровольцев выполняется обработка с массовым паралле­лизмом.

Эта модель не может быть распространена на все большие приложения, а применяется лишь по отношению к большим проектам, реализующим ин­тенсивную обработку данных. Производители микропроцессоров Intel приме­няют подобный подход начиная 1990 г., в результате чего уменьшаются за­траты на проектирование микросхем. Были связаны в глобальном масштабе 10 тыс. компьютеров, в результате чего была исключена необходимость в при­обретении нескольких мэйнфреймов в течение двух лет. Горнодобывающие компании выполняют сбор огромного количества географических и сейсми­ческих данных, прежде чем приступать к добыче нефти, газа или угля. Нефтяной гигант Amerada Hess, находящийся в Нью-Йорке, использует одноранговую вычислительную модель путем создания собственной сети, объединяющей 200 настольных компьютеров. Эти компьютеры выполняют анализ сейсми­ческих данных. Применение подобного подхода позволило отказаться от идеи приобретения двух суперкомпьютеров IBM. Согласно утверждению главного информационного менеджера Ричарда Росса (Richard Ross), Amerada Hess получила «семикратный рост производительности при условии снижения за­трат». Данная компания также придерживается концепции поэтапного про­движения, объединяя хранилища данных настольных компьютеров в целях со­здания гигантского репозитория данных.

Информация к размышлению. Предполагая, что концепция одноранго­вых вычислений может применяться в других отраслях промышленности, об­оснуйте применимость данной технологии. Какого рода недостатки (пробле­мы) вызывает применение подобного подхода?

Источники: Aaron Ricadela. «Power to the PC», Information Week, January 15, 2001; Jennifer Di Sabatino. «What's So New About Peer-to-Peer?» Computerwor/d, November 20, 2000; Paul McDougall. «The Power of Peer-to-Peer», Information Week, August 28, 2000; Kathleen Melymuka. «IT on the "Outer Limits"». Computerworld, July 3, 2000.

12 мли выписываемых ежедневно чеков на микрофильмах и микрофишах, но в этом случае был невозможен доступ к архивной информации в оперативном ре­жиме. В настоящее время банк Chase просто сгенерировал цифровые образы каж­дого чека, которые хранятся в интерактивном режиме в течение 45 дней, после чего производилась архивация данных на магнитную ленту с помощью быстро­действующего стримера. Заказчики получили возможность просмотра недавно выписанного чека в течение двух секунд. Для хранения каждого чека требуется примерно 40 тыс. байтов, поэтому для хранения сведений о всех чеках Chase нуж­дается в 20 Гбайтов свободного места (причем эти потребности быстро растут по

мере роста объема проводимых платежей). Электронный бизнес и коммерция придают новое стратегическое значение технологиям, которые обеспечивают хра­нение огромных объемов данных о транзакциях, а также обеспечивают оператив­ный доступ к ним.

Планирование производительности компьютерной системы и масштабируемость

По мере роста объемов электронного бизнеса и коммерции той или иной фирмы возникает необходимость в тщательном анализе существующих серверов и других компонентов инфраструктуры, с тем чтобы убедиться в их способности к обра­ботке все возрастающего количества транзакций и пользователей при условии сохранения высокого уровня производительности и доступности. Менеджерам и специалистам в области информационных систем необходимо уделять больше внимания вопросам планирования производительности компьютерных систем и масштабируемости. Процесс планирования производительности заключается в прогнозировании момента возникновения ситуации «переполнения». При этом учитываются такие факторы, как максимально возможное количество пользова­телей системы, степень влияния программных приложений, установленных и уста­навливаемых в ближайшем будущем, а также измеренные показатели произво­дительности (например, минимальное время отклика при обработке деловых транзакций). Благодаря планированию производительности компьютерной си­стемы гарантируется доступность необходимых вычислительных ресурсов, при­меняемых с различными уровнями приоритета, а также то, что фирма распола­гает вычислительными ресурсами, достаточными для удовлетворения текущих и будущих потребностей. Например, фондовая биржа Nasdaq выполняет опера­тивное планирование производительности компьютерных систем, позволяющее идентифицировать пиковые величины транзакций, связанных с продажей акций. При этом гарантируется уровень вычислительных ресурсов, достаточный для об­работки резких «скачков» транзакций (Robinson, 2000).

Хотя планирование производительности компьютерных систем — удел специ­алистов, важен вклад деловых менеджеров. В ходе осуществления этого процесса предпринимаются попытки достижения оптимального уровня производительно­сти в будущем и в настоящем. Простои и чрезмерное время отклика оборачива­ются потерей заказчиков и прибыли. Бизнес-менеджеры должны определить

C apacity planning (планирование производительности компьютерной си­стемы)

Процесс прогнозирования порога насыщения компьютерной системы, позво­ляющий гарантировать выделение адекватных вычислительных ресурсов для работы с различными уровнями приоритета. В результате успешного внед­рения этого процесса фирма получает в свое распоряжение объем вычисли­тельных ресурсов, достаточный для удовлетворения ее сегодняшних и буду­щих потребностей.

Scalability (масштабируемость)

Способность компьютера, программного продукта или системы к расшире­нию, в результате чего обеспечивается обслуживание растущего количества пользователей.

приемлемые уровни времени отклика компьютеров, а также доступности крити­чески важных для фирмы систем, с тем чтобы поддержать ожидаемый уровень производительности при выполнении бизнес-приложений. В процессе планиро­вания адекватности следует учитывать влияние новых приложений, процессы слияния и покупок, а также изменения в объеме выполняемых деловых задач, оказывающие влияние на величину рабочей нагрузки компьютеров.

Электронный бизнес и коммерция привели к возникновению и развитию мас­штабируемой ИТ-инфраструктуры, которая обеспечивает потенциал для роста бизнеса. Серверы нуждаются в адекватных вычислительных мощностях в целях поддержки постоянно возрастающих объемов электронной коммерции, а также для того, чтобы поддерживать web-сайты, способные к обслуживанию постоянно растущего количества заказчиков и простых посетителей. Процесс загрузки гро­моздких web-страниц с обилием графики из Интернета или частной внутренней сети приводит к формированию «узких мест», ведущих к падению производи­тельности. В этом случае на помощь приходит масштабируемость, означающая способность компьютера, программного продукта или системы к расширению в целях обслуживания большего количества пользователей при условии отсут­ствия сбоев. Свойство масштабируемости может достигаться с помощью одного из многих применяемых подходов. Один из способов масштабирования заключа­ется, например, в том, чтобы заменить небольшой сервер большим многопроцес­сорным сервером или даже мэйнфреймом. Другой подход к масштабированию заключается в установке достаточно большого числа небольших по размеру сер­веров. Выбор способа масштабирования зависит от природы приложения(ий), требующего обновления аппаратного обеспечения.

Приобретение аппаратных средств и общая стоимость владения (ОСВ) технологическими ресурсами

Приобретение и поддержка компьютерного аппаратного обеспечения представ­ляет собой один из компонентов затрат, который должен учитываться менедже­рами при выборе и управлении технологическими ресурсами. Фактическая стои­мость владения технологическими ресурсами включает прямые и непрямые расходы, в том числе изначальные затраты на приобретение компьютеров и ПО; на обновление программ и оборудования, а также на сопровождение, техниче­скую поддержку и обучение. Модель общей стоимости владения (ОСВ) может применяться для анализа перечисленных прямых и непрямых расходов. В резуль­тате менеджеры фирмы могут определить фактические затраты, понесенные на этапе реализации определенной технологии. В табл. 5.5 перечислены и описаны наиболее важные компоненты общей стоимости владения.

К ак только все перечисленные компоненты затрат будут учтены, показатель ОСВ для ПК может в три раза превышать изначальную стоимость приобретенного

Total cost of ownership (TCO) (общая стоимость владения)

Определяет общую стоимость использования технологических ресурсов, вклю­чая начальные затраты на приобретение, стоимость обновления аппаратных и программных средств, сопровождения, технической поддержки и обучения.

П РИНЯТИЕ УПРАВЛЕНЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ

Планирование производительности компьютерной системы для нужд электронной коммерции

Предположим, что ваша компания устанавливает собственный сайт электрон­ной коммерции с помощью собственного аппаратного и программного обес­печения. Причем компания отличается очень высокими темпами роста бизне­са. Web-сайт компании не испытывает простоев, а заказчики могут всегда запрашивать требуемую им информацию (причем достигается высокая ско­рость обработки транзакций, связанных с операциями покупок товара). Ваш отдел информационных систем внедрил программу обзора формальных опе­раций, обеспечивающую непрерывное отслеживание ключевых индикаторов использования системы, влияющих на потенциальные возможности обработ­ки и время отклика. В сопроводительный отчет включено описание двух по­добных индикаторов: ежедневное использование ЦПУ и ежедневное приме­нение подсистемы ввода/вывода. Последний показатель позволяет оценить количество операций считывания с диска.

Ваш сервер поддерживает в основном пользователей, проживающих в США, которые получают доступ к web-сайту на протяжении дня, а также вечером. Показатель использования подсистемы ввода/вывода не превышает 70% при условии большой загрузки ЦПУ, поэтому центральный процессор не занимает машинные циклы в процессе поиска данных. Показатель использования под­системы ввода/вывода имеет максимальное значение в период времени между часом ночи и 6 часами утра, поскольку в это время производится ре­зервное копирование хранимых на диске данных. Это время выбрано по при­чине минимальной загрузки ЦПУ.

1. Прогнозируемый рост бизнеса электронной коммерции в течение будуще­го года приведет к росту показателей использования ЦПУ и подсистемы

Таблица 5.5

Компоненты общей стоимости владения (ОСВ) технологическими ресурсами

Расходы на приобретение аппаратных средств: первичные расходы на приобретение аппаратных компьютерных средств, включая компьютеры, терминалы, устройства хранения информации, принтеры

Расходы на приобретение ПО: средства, затраченные на приобретение или лицензирование ПО для каждого пользователя

Установка: затраты на установку компьютеров и ПО

Обучение: затраты на обучение специалистов в области информационных систем и конечных пользователей

Поддержка: затраты на текущую техническую поддержку, организацию «справочных столов»

Сопровождение: затраты на обновление аппаратных средств и ПО

Инфраструктура: затраты на приобретение, сопровождение и поддержку, связанные с инфра­структурой, — сети и специализированное оборудование (например, устройства резервирова­ния)

оборудования. Скрытые затраты, связанные с поддержкой персонала и дополни­тельной стоимостью сетевого управления, могут привести к тому, что распреде­ленная клиент-серверная архитектура окажется более дорогостоящей, чем архи­тектура централизованного мэйнфрейма. Фирма CheckFree, ведущий провайдер электронных платежей для потребителей, а также другие финансовые службы используют ОСВ-анализ в процессе принятия решения о выборе новой вычисли­тельной архитектуры, обеспечивающей поддержку планов распространения элект­ронных платежей и банковских услуг на 50 млн потребителей. Исходный план CheckFree предназначался для многоуровневой клиент-серверной архитектуры, применяющей распределенные серверы. Путем изучения показателя общей стои­мости владения менеджеры приходят к выводу о том, что со временем стоимость распределенной архитектуры в два раза превышает стоимость централизованной среды мэйнфрейма, поскольку в этом случае требуется дополнительная техническая поддержка, так как выше вероятность сбоя службы (Brannigan, 1999; Paul, 1998.)

Ключевым в деле уменьшения показателя рСВ является создание конкурен­тоспособного плана управления ресурсами. Многие организации не в состоянии

оценить показатель общей стоимости владения технологическими ресурсами, по­скольку необходимая в этих случаях инвентаризация не производилась. В связи с этим возникает настоятельная потребность в создании соответствующего ката­лога, а также в управлении аппаратными и программными ресурсами. В настоя­щее время в целях идентификации и отслеживания технологических ресурсов могут использоваться соответствующие программные средства. Некоторые из этих инструментов могут отображать структуру ресурсов, причины их разбиения на те или иные группы, а также указать сроки реальной службы. Дополнительные све­дения по этой теме можно найти в практическом занятии в конце данной главы.

Мониторинг технологических тенденций

В связи с тем что эволюция вычислительных технологий постоянно ускоряется, менеджерам приходится постоянно отслеживать имеющие место тенденции, а также принимать решения, связанные с обновлением инфраструктуры инфор­мационных технологий фирмы. Новые аппаратные технологии могут привести к появлению новых способов организации дальнейшей работы, а также служат источниками новых товаров и услуг.

Микроминиатюризация и информационные устройства

На протяжении последних 40 лет наблюдается такая тенденция, что каждые де­сять лет затраты на организацию вычислений падают в десять раз, а производи­тельность растет как минимум в 100 раз. Результатом этого является постоянное уменьшение размеров вычислительных устройств и повышение их производи­тельности. Появление современных микропроцессоров привело к тому, что вы­числительные возможности мэйнфреймов обеспечиваются устройством, поме­щающимся на рабочем столе, в портфеле или даже в кармане. Современные технологические возможности таковы, что обеспечивают создание компьютера, помещающегося на «ногте мизинца». В связи с этим наблюдается явление микро­миниатюризации — повсеместное распространение маленьких, быстродейству­ющих и дешевых компьютеров. Например, многие из этих «умных устройств» можно встретить в автомобилях, стереофонических музыкальных центрах, игруш­ках, часах, видеокамерах, а также в другом оборудовании, использующем возмож­ности встроенных микропроцессоров. В будущем миниатюрные компьютеры бу­дут встраиваться практически в каждый прибор, используемый в повседневной жизни. Миллиарды миниатюрных компьютеров, встроенных в различные уст­ройства, используются в целях отслеживания и формирования их физического окружения (Tennenhouse, 2000).

Большая часть вычислительных операций в скором времени будет выполняться небольшими портативными компьютерами, а также миниатюрными информацион­ными устройствами. В отличие от ПК, который представляет собой универсаль­ный механизм, предназначенный для решения различных задач, информационные устройства приспособлены для выполнения лишь нескольких специализирован­ных функций, зато делают они это очень хорошо. К категории подобных устройств можно отнести сотовые телефоны, обеспечивающие доступ к Интернету и к элект­ронной почте, беспроводные портативные вычислительные устройства, а также компьютерные приставки к телевизорам, позволяющие получить доступ к элект-