Глава 7. Вычислительные системы

Вычислительные системы (ВС) и сети представляют собой некий комплекс аппаратных (аппаратную платформу) и программных (системное ПО) средств, позволяющих обеспечить выполнение информационных, вычислительных или управленческих процедур в самых разных областях современной жизни.

Цели создания ВС:

1. достижение сверхвысокой производительности;

2. увеличение эффективности использования аппаратных средств системы;

3. повышение надежности и живучести функционирования средств вычислительной техники.

Тема 1. Общие положения

Вычислительные системы относятся к категории сложных систем. При рассмотрении вопросов, связанных с их построением и функционированием, выделяют элементы системы и подсистемы как составные части структуры ВС.

Элемент системы — объект системы, не подлежащий дальнейшему расчленению на части при данном ее рассмотрении. Предметом изучения является не внутренняя структура элемента, а такие его свойства, которые определяют взаимодействие этого элемента с другими элементами системы или влияют на свойства системы в целом.

Подсистема — часть системы, представляющая собой совокупность некоторых ее элементов, выделенных по определенному функциональному признаку, и отличающаяся подчиненностью по своей цели функционирования единой цели функционирования всей системы.

Структура ВС — это организация системы из отдельных элементов с их взаимосвязями, которые определяются распределением функций, выполняемых ВС. В зависимости от уровня детализации при данном рассмотрении структуры ВС в качестве ее элементов могут пониматься отдельные модули системы вплоть до ЭВМ в целом.

Комплекс программных средств регулярного применения, предназначенный для придания ВС определенных свойств, повышения эффективности ее использования, облегчения эксплуатации и снижения трудоемкости подготовительной работы при решении задач, образует системное программное обеспечение (СПО) ВС.

В состав СПО входят:

1. программы, управляющие работой ВС (операционная система ВС);

2. системы автоматизации программирования;

3. пакеты прикладных программ общего пользования и расширяющие возможности операционной системы;

4. комплекс программ технического обслуживания ВС.

5. Основные принципы построения ВС заключаются в следующем:

6. обеспечение работы в различных режимах;

7. модульность структуры технических и программных средств;

8. унификация и типизация технических и программных средств;

9. согласованность пропускных способностей отдельных функциональных частей системы;

10. иерархия в организации управления процессом функционирования;

11. способность системы к самоорганизации, самонастройке, адаптивности к изменению условий функционирования.

12. Система называется самоорганизующейся, если в ней на основании оценки воздействия внешней среды путем последовательного изменения своих свойств заложены возможности перехода к некоторому устойчивому состоянию, когда воздействия внешней среды сказываются в допустимых пределах.

В ВС возможность к самонастройке заложена преимущественно в структуре и функциях управляющей программы ОС. Примеры самонастройки: автоматическое перераспределение ресурсов системы с увеличением числа активных абонентов; повышение уровня мультипрограммной работы, т. е. увеличение числа одновременно обслуживаемых запросов абонентов, если ставится задача обеспечения минимального времени ожидания обслуживания, и др.

Это достигается за счет:

1. развитой сети периферийного оборудования;

2. использования современных средств автоматизации программирования;

3. обеспечения независимости работы абонентов при подготовке своих программ;

4. обеспечения доступа абонентов к базам данных и знаний, стандартным программам, пакетам прикладных программ, имеющимся в структуре информационного и программного обеспечения ВС;

5. обеспечения гарантированной защиты индивидуальных программ и информационных массивов абонентов от несанкционированного доступа.