Системы обработки данных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Системы обработки данных (СОД)

2. Типы СОД

2.1 Одномашинные СОД

2.2 Вычислительные комплексы (ВК).

2.3 Вычислительные системы

2.4 Системы телеобработки (СТ)

2.5 Вычислительные сети

2.6 Локальная вычислительная сеть (ЛВС)

3. Классификация СОД

1. Системы обработки данных (СОД)

система сеть многомашинный канал

СОД - это совокупность технических средств и программного обеспечения предназначенная для информационного обслуживания пользователей и технических объектов. В состав технических средств входит оборудование для ввода, хранения, преобразования и вывода данных, в том числе ЭВМ, устройства сопряжения с ЭВМ, аппаратура передачи.

Программное обеспечение (ПО) - это совокупность программ, реализующих возложенные на систему функции.

Функции СОД состоят в выполнении требуемых актов обработки данных: ввода, хранения, преобразования и вывода. Примером СОД являются вычислительные системы для решения научных, инженерно-технических, планово-экономических, и учебно-статистических задач. Основой СОД являются технические средства, т.к. их производительностью и надежностью в наибольшей степени определяется эффективность СОД.

2.Типы СОД

2.1 Одномашинные СОД

Одномашинные СОД построены на базе единственной ЭВМ с однопроцессорной структурой. Создание их, включая разработку ПО не вызывает трудностей, однако имеет ограничения по производительности (до нескольких миллионов операций в секунду) и допускает простой системы в течение нескольких часов, из-за отказа оборудования. Быстродействие определяется быстродействием ИС и приближается к физическому пределу и производительности ЭВМ на уровне 10 миллионов операций в секунду. Из-за ограничения абсолютной надежности базы Одномашинные СОД частично удовлетворяют потребности в автоматизации обработки данных.

2.2 Вычислительные комплексы (ВК)

Для увеличения производительности СОД несколько ЭВМ (CPU) связываются между собой образуя многомашинный вычислительный комплекс (ММВК). ММВК различают с косвенной и прямой связью между ЭВМ.

Структурная схема ММВК с косвенной связью

Здесь связь осуществляется через общее запоминающее устройство, т.е. за счет доступа с общим набором данных. Связь называется косвенной и оказывается эффективной только в том случае, когда ЭВМ взаимодействует достаточно редко (при отказе одной ЭВМ или при начале и окончании обработки данных).

Более оперативное взаимодействие ЭВМ осуществляется при прямой связи через адаптер, обеспечивающий обмен данными между каналами ввода/вывода двух ЭВМ и передачу сигналов прерыванию.

Структурная схема ММВК с прямой связью

В схеме создаются хорошие условия для координации процессов обработки данных, и увеличивается оперативность процессов обмена данными, что позволяет увеличить производительность СОД. Здесь все процессы имеют доступ ко всему объему данных, хранимых в ОЗУ, и могут взаимодействовать со всеми периферийными устройствами комплекса ММВК.

ММВК, содержащий несколько процессоров с общим ОЗУ и периферийными устройствами называется многопроцессорным.

В структурной схеме процессоры через средства коммутации подключены к модулю памяти. Каналы ввода/вывода обслуживают периферийные устройства. Средства коммутации обеспечивают доступ каждого CPU к любому модулю ОП, каналам ввода/вывода, обеспечивают возможность передачи данных между последними. Отказы отдельных устройств в меньшей мере влияют на работоспособность ВК, т.к. каждый CPU имеет доступ ко всем данным, хранимым в общей ОП и ПУ, поэтому ВК может параллельно обработать не только независимые данные, но и блоки одной задачи.

ММВК и многопроцессорный ВК являются базовыми средствами для создания СОД различного назначения, поэтому в них включают общесистемное ПО.

2.3 Вычислительные системы

СОД настроенная на решение задач конкретной области называется вычислительной системой (ВС). ВС включает в себя технические средства и ПО, ориентированное на решение определенных задач. ВС бывает двух типов:

1) ВС на основе ЭВМ и ВК общего применения,

2) ВС на основе специализированных ЭВМ и ВК.

В первом случае, ВС универсальны и используют прикладные программы. Во втором - ВС более быстродействующие и используются для решения задач векторной и матричной алгебры, распознавания образов. Широкое распространение получили адаптивные системы и системы с динамической структурой. При этом соединения между CPU, МП и ПУ устанавливается динамически в соответствие с требованиями задач в текущий момент времени. Это обеспечивает высокую производительность ВС, устойчивость к отказам.

2.4 Системы телеобработки (СТ)

Системы предназначены для обработки данных, передаваемых по каналам связи называют системами телеобработки.

Пользователи взаимодействуют с системой посредством терминалов (абонентских пунктов), подключаемых через каналы связи к средствам обработки данных ЭВМ или ВК.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Данные передаются по каналам связи в форме сообщений, блоков данных, несущих в себе, кроме собственно данных, служебную информацию, необходимую для управления процессами передачи и защиту данных от искажений. ПО содержит специальные средства необходимые для управления техническими средствами управления связи между ЭВМ и абонентами, передачи данных между ними и организации взаимодействия пользователей с программами обработки данных. Телеобработка значительно увеличивает оперативность информационного обслуживания пользователей и расширяет их доступ к данным и процедурам их обработки.

2.5 Вычислительные сети

Вычислительная сеть объединяет территориально разрозненный СОД в единый комплекс с помощью каналов передачи данных с единым ПО и обеспечивает доступ к данным и процедурам их обработки всех пользователей, связанных общей сферой деятельности.

Узлы связи (УС) принимают данные и передают их в направлении обеспечить доставку данных абонентам. Ядром сети является базовая сеть передачи данных (СПД), которая включает УС и каналы связи. ЭВМ подключают к узлам базовой сети передачи данных, что обеспечивает обмен данными между любыми каналами ЭВМ.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Совокупность ЭВМ, объединенных СПД образует сеть ЭВМ.К ЭВМ непосредственно или с помощью каналов связи подключены терминалы, через которые пользователи взаимодействуют с сетью. Совокупность терминалов и средств связи для подключения их к ЭВМ образуют терминальную сеть. Таким образом, вычислительная сеть представляет собой композицию СПД, сеть ЭВМ и терминальную сеть.

Вычислительные сети используют для объединения ЭВМ в пределах региона, страны или континента. Оснащены все ЭВМ специальными программными средствами для сетевой обработки данных. На сетевое ПО возлагают широкий комплекс функций:

- управление аппаратурой сопряжения и каналов связи,

- установление соединений между взаимодействующими процессами и ЭВМ,

- управление процессами передачи данных,

- ввод и выполнение заданий от удаленных терминалов,

- доступ программ к набору данных, размещенных в удаленных ЭВМ.

Требования к сетевому ПО:

1) Сохранение работоспособности сети при изменении ее структур вследствие выхода из строя ЭВМ, каналов и УС.

2) Возможность работы ЭВМ с терминалами различных типов и взаимодействие разнотипных ЭВМ.

Функции, возлагаемые на сетевые программы, отличаются высоким уровнем сложности и реализуются с использованием специально разработанных методов управления процессами передачи и обработки данных. Вычислительные сети - наиболее эффективный способ построения крупномасштабных СОД. Вычислительные сети позволяют автоматизировать управление отраслями производства, транспортом и материально- техническим снабжением крупных регионов. По сравнению с автономными ЭВМ стоимость обработки данных в сетях ЭВМ в 1.5 раза меньше.

2.6 Локальная вычислительная сеть (ЛВС)

ЛВС - это совокупность близко расположенных ЭВМ, которые связаны последовательными интерфейсами и оснащены программными средствами, обеспечивающими информационное взаимодействие между процессами в различных ЭВМ.

Как видно из схемы, ЭВМ связываются с помощью моноканала, единого для всех ЭВМ сети. В моноканале наиболее часто используется витая пара, коаксиальный кабель или волоконно-оптический кабель. Длина моноканала не превышает нескольких сотен метров. Пропускная способность порядка 105-107 бит/сек, что достаточно для информационной связи между десятками ЭВМ.

Сетевые адаптеры (СА) - контроллеры, реализующие операции ввода-вывода через моноканал. Моноканал упрощает процедуру установления соединений и обмена данными между ЭВМ. Поэтому сетевое ПО оказывается более простым, чем в вычислительных сетях, содержащих сеть передачи данных, и легко встраивается даже в микро-ЭВМ.

ЛВС является эффективным средством построения сложных СОД на основе мини- и микро-ЭВМ, систем автоматизации проектирования, управления производством, транспортом и т.д.

3. Классификация СОД

СОД классифицируются в зависимости от способа их построения. СОД, построенные на основе отдельных ЭВМ, вычислительных комплексов и систем, образуют класс сосредоточенных (централизованных) систем, в которых вся обработка реализуется ЭВМ, вычислительным комплексом или специальный системой. Системы телеобработки и вычислительные сети относятся к классу распределенных систем, в которых процессы обработки данных рассредоточены по многим

компонентам. При этом системы телеобработки считаются распределенными условно т.к. основные функции обработки данных здесь реализуются централизованно в одной ЭВМ или в вычислительном комплексе.

Интерфейсы СОД

Существенное влияние на организацию СОД оказывают интерфейсы. Все интерфейсы, используемые СОД, делятся на три класса:

1. Параллельные

2. Последовательные

3. Связанные

Параллельный интерфейс состоит из большого числа линий, данные по которым передаются параллельно, в параллельном коде, в виде 8-128 разрядных слов со скоростью 106-108 бит/сек. Длина линий от нескольких метров до десятков (реже сотен) метров.

Последовательный интерфейс - одна линия. Данные передаются в последовательном коде со скоростью 105 - 107 бит/сек. Длина - от десятков метров до километров.

Связанные интерфейсы содержат каналы связи с ретранслятором. Скорость передачи данных порядка 103-105 бит/сек. Расстояние не ограничено.

В сосредоточенных системах используются параллельные интерфейсы и только для подключения периферийных устройств - последовательные. В распределенных системах из-за значительных расстояний используются только последовательные и связанные интерфейсы, что исключает возможность передачи сигналов прерывания между устройствами и требует представлении данных в виде сообщений, передаваемых с помощью операций ввода-вывода.

Размещено на Аllbest.ru