Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Обозначения и сокращения

Введение

1. Получение и хранение метеорологической информации

1.1 База данных ГИС Метео

1.2 Архив спутниковых изображений

1.3 База данных Прогноз-172

1.4 Система управления базами данных технологии АСООИ

1.5 Средства администрирования СУБД АСООИ

1.6 Технические характеристики программного обеспечения АСООИ-XEON

1.7 Сервера ГВЦ Росгидромета

2. Практическая часть

2.1 Создание базы данных в Access

2.2 Составление баз и мускул Navicatmysql

Заключение

Приложение 1

Приложение 2

Список используемого материалов



Обозначения и сокращения

ОС - операционная система

ПО - программное обеспечение

ПК - персональный компьютер

АРМ-автоматизированное рабочее место

ЛАССО - автоматизированная система обработки информации (Локальные Автоматизированные Средства общей Системы Обработки)

ГИС “Метео” - современная и самая распространенная система обработки информации

ЭВМ-Электронно-вычислительная машина

ИИС-информационные измерительные системы

МРЛ-метеорологический радиолокатор

БД-база данных.

CKSACOOИ-технология приема от ЦКС

Linux-операционная система

Фортран-структура информационного языка

СИ (СИ+)-структура информационного языка

DHCP, DNS, WINS, NTP-базовые сетевые сервисы

SQL-формальный непроцедурный язык программирования.

Mysql-мускула БД

СУБД ACCESS-MicrosoftOfficeAccess или просто MicrosoftAccess -программа для создания баз данных

CISCOLIMITED-компания производящая интернет оборудование, серверное оборудование, ЭВМ, файловые менеджеры, FTP/P2Pсервера и шлюзы.

ЦКС-центр контролирующей системы.



Введение

Когда в середине 1960х годов было завершено внедрение централизованных передач карт по факсимильным каналам связи практически отменено ручное составление карт в каждом прогностическом центре, это казалось крупным технологическим достижением. Однако, как отмечено обилие диагностических и прогностических карт, передаваемых из ведущих центров, с одной стороны, приводит к перегрузке каналов связи, с другой -прогнозисты не в состоянии использовать весь поступающий материал, и вынуждены отбирать лишь о, что нужно в данный момент. Современныйобменинформациейсталинымвначале1990-х годов с разработкой и внедрением в службе прогнозов локальных автоматизированных систем обработки информации (ЛАССО) и технологических звеньев- автоматизированных рабочих мест(АРМ)прогнозиста. Наиболее широкое распространение получила геоинформационная система (ГИС) "Метео"-программный комплекс, выполняющий прием, обработку, накопление и отображение данных в среде Microsoft Windows(3.Х,9.Х,NT). В зависимости от специфики оперативной работы технологические блоки ГИС "Метео" могут быть распределены между несколькими компьютерам и включенными в локальную сеть.

Особенностью гидрометеорологических ГИС является необходимость работы с быстро изменяющимися данными.

Метеорологическая информация поступает со всех станций в течении ближайшего срока после срока наблюдений. Еще одной характерной особенностью ГИС является многоканальная система ввода информации (проводная, телефонная, спутниковая). Таким образом главная задача ГИС приема, обработки, накопления и визуализации большого обьема информации в оперативном режиме.

С1991по2000г.установлены147АРМнаосновекомплексапрограммныхсредствГИС"Метео"в 55 организациях Росгидромета. (в том числе, в 28 АМСГ и АМЦ), в 7 метеоподразделениях Министерства обороны, в 5 аэропортах стран ближнего зарубежья (Ташкент, Алма-Ата, Актюбинск, Кустанай, Таллинн). АРМ полностью обеспечивает дежурного прогнозиста (синоптика, гидролога, морского гидрометеоролога, агрометеоролога)всеми необходимыми картами в электронном виде и позволяет отменить прием аналогичной продукции по факсимильным каналам.

В порядке спонсорской поддержки высших учебных заведений АРМ на основе комплекса программных средств ГИС "Метео" переданы для использования в учебном процессе на кафедры метеорологии российских университетов (Московского, Казанского, Саратовского, Пермского) и в университет Киргизии, а также в вузы гидрометеорологического профиля в Санкт-Петербурге, Владивостоке, Одессе и др. Развитие ИИС позволило получать новые виды информации: снимки ИСЗ, данные МРЛ. Передача всей этой информации в большие вычислительные центры потребовала мощных ЭВМ для ее обработки.

Цель работы - описать процесс составления баз данных аэрологической информации, принцип работы программного обеспечения и перефирийного оборудования.

Предметом исследования является база данных программного обеспечения ГИС Метео.

Задача дипломной работы -изучить программное обеспечение, структуру базы данных, ПК работающих с предоставленными данными метеорологической информации, расскрыть техническое составляющее серверов обеспечивающих хранение данной информации.

Так же в практической части дипломной работы я попробую показать методику составление баз данных на более простом программном обеспечении - доступном даже начинающему пользователю.

программный обеспечение метеорологический информация



1. Получение и хранение метеорологической информации

1.1 База данных ГИС Метео

1. Вся поступающая оперативная информация после ее раскодирования записывается в БД. База данных представляет собой специально организованный файл. Бамза дамнных-- представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов, систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (ЭВМ).БД хранится и обрабатывается в вычислительной системе..

2. Данные в БД логически структурированы (систематизированы) с целью обеспечения возможности их эффективного поиска и обработки в вычислительной системе.

Структурированность подразумевает явное выделение составных частей (элементов), связей между ними, а также типизацию элементов и связей, при которой с типом элемента (связи) соотносится определённая семантика и допустимые операции.

3. БД включает схему, или метаданные, описывающие логическую структуру БД в формальном виде (в соответствии с некоторой метамоделью). В соответствии с ГОСТ Р ИСО МЭК ТО 10032-2007, «постоянные данные в среде базы данных включают в себя схему и базу данных. Схема включает в себя описания содержания, структуры и ограничений целостности, используемые для создания и поддержки базы данных. База данных включает в себя набор постоянных данных, определённых с помощью схемы. Система управления данными использует определения данных в схеме для обеспечения доступа и управления доступом к данным в базе данных»

4. История возникновения и развития технологий баз данных может рассматриваться как в широком, так и в узком аспекте.

В широком смысле понятие истории баз данных обобщается до истории любых средств, с помощью которых человечество хранило и обрабатывало данные. В таком контексте упоминаются, например, средства учёта царской казны и налогов в древнем Шумере (4000 г. до н. э.), узелковая письменность инков -- кипу, клинописи, содержащие документы Ассирийского царства и т. п. Следует помнить, что недостатком этого подхода является размывание понятия «база данных» и фактическое его слияние с понятиями «архив» и даже «письменность».

История баз данных в узком смысле рассматривает базы данных в традиционном (современном) понимании. Эта история начинается с 1955 года, когда появилось программируемое оборудование обработки записей. Программное обеспечение этого времени поддерживало модель обработки записей на основе файлов. Для хранения данных использовались перфокарты.

Оперативные сетевые базы данных появились в середине 1960-х. Операции над оперативными базами данных обрабатывались в интерактивном режиме с помощью терминалов. Простые индексно-последовательные организации записей быстро развились к более мощной модели записей, ориентированной на наборы. За руководство работой Data Base Task Group (DBTG), разработавшей стандартный язык описания данных и манипулирования данными, Чарльз Бахман получил Тьюринговскую премию.

В это же время в сообществе баз данных COBOL была проработана концепция схем баз данных и концепция независимости данных.

Следующий важный этап связан с появлением в начале 1970-х реляционной модели данных, благодаря работам Эдгара Ф. Кодда. Работы Кодда открыли путь к тесной связи прикладной технологии баз данных с математикой и логикой. За свой вклад в теорию и практику Эдгар Ф. Кодд также получил премию Тьюринга.

Сам термин база данных (англ. database) появился в начале 1960-х годов, и был введён в употребление на симпозиумах, организованных компанией SDCв 1964 и 1965 годах, хотя понимался сначала в довольно узком смысле, в контексте систем искусственного интеллекта. В широкое употребление в современном понимании термин вошёл лишь в 1970-е годы.

Формирование базы данных производится таким образом, чтобы оптимизировать ее по времени хранения информации и ее доступа. Для работы с БД имеется несколько утилит, которые позволяют форматировать БД (dbformat.exe), выгружать из нее данные специальный *.recфайл в базу приложения (dbunload.exe), загружать данные (dbload.exe). Эти средства помогают разрабатывать собственные приложения (программные средства), использующие оперативные метеорологические данные.

В ГИС Метео имеется несколько баз данных, имеющих одинаковый формат, но отличающийся набором записываемых кодовых форм.

1. Метеорологическая база данных реального времени (МБД)-Meteo.CDB.

В метеорологической базе данных содержится информация буквенно-цифровых кодовых форм SYNOP, SHIP, TEMP, PILOT, AIREP, METAR, TAF, RADOB, GRIDи т.д.

Для некоторых кодовых форм вместе с раскодированными данными в базу могут записываться тексты телеграмм и параметры бюллетеней. Запись данных в метеорологическую базу производится программой первичной обработки GTSPPв режиме реального времени.

2. База данных прогнозов в коде ГРИБ-GRIB.CDB.

В эту базу записывается информация, передаваемая в коде GRIB.

Для ее раскодирования и записи используется программа GRIBPROC.

Базы данных могут формироваться непосредственно на персональном компьютере, выполняющем функции приема телеграмм с данными наблюдений и прогнозов в кодах GRIB и GRID, либо копируются средства удаленного доступа из ближайшего центра (УГМС, ЦГМС, АМЦ), оснащенного теми же программными средствами.

3. База Данных, создаваемая технологическими задачами ГИС Метео.

Кроме баз данных, создаваемых из поступающей информации, в ГИС Метео имеется несколько баз данных, содержание которых является либо результатом работы специалиста синоптика (Line.cdb), либо формируется в процессе работы технологических задач - приложений (Vert.cdb, snd.cdb).

Line.cdb-База данных, в которую записывается информация о линиях фронтови графических объектах оформления карты (значки, символы, угловые штампы, надписи)

Vert.cdb-База данных содержит информацию о значениях вертикальных скоростей в узлах регулярной сетки.

Snd.сdb- база данных содержит прогностические значения метеорологических параметров, таких как температура, температура точки росы, осадки, грозы, облачность и т.д. по каждому из пунктов заданного списка.

Кроме вышеперечисленных баз данных некоторые компоненты ГИС Метео используют реляционную базу данных, создаваемую по оперативным данным, и содержащую информацию за продолжительный промежуток времени -Архив синоптических данных (Syndb.CDB). Ис пользование такой БД позволяет создавать карты с данными за заданный интервал времени.

Вся метеорологическая информация может быть сохранена в долговременных архивах (базах данных) с помощью специальной программы-архиватора.

Описание баз данных в табл. Форме:(смотрите рис.1,2,3 в приложении 1)

1.2 Архив спутниковых изображений

Входной информации для компоненты спутник являются файлы нескольких форматов, содержащие спутниковые данные.

Файлы с расширением.apt и с расширением.hrt которые являются выходными файлами приемных станций фирмы “СканЭкс”. Файлы могут содержать ИК и ТВ изображения, принятые с различных орбитальных спутников: METEOSAT, NOAA, METEOP. Приемная аппаратура фирмы “СканЭкс” или более ранняя версия- станция “Лиана” и программные средства обработки позволяют осуществлять коррекцию географицеской привязки изображения предварительно калибруются и подвергаются географической трансформации процессом АСООИ.

На основе технологии Геомиксер компания ИТЦ СКАНЭКС реализует сервисы доступа к данным ДЗЗ и продуктам тематической обработки, таким как анализ ледовой обстановки, нефтяных загрязнений, пожаров и т.д.

КосмосАгро - онлайн сервис для ведения пространственной базы данных сельхозтоваро-производителя (ей) и мониторинга результатов сельскохозяйственной деятельности. База данных размещается на геопортале ИТЦ СКАНЭКС и позволяет в удаленном онлайн доступе вести работу как с визуальными данными дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), так и с информационно-статистическими данными из разных субъектов РФ.

ИТЦ «СКАНЭКС» производит и устанавливает компактные многоцелевые станции УниСкан для приема данных со спутников наблюдения Земли с 2001 г. К настоящему времени в России и за рубежом действует более 50 таких станций. Большая их часть работает автономно, выполняя прием данных в своей зоне по планам и программам их владельцев.

Однако, 9 из этих станций, расположенных в 4-х приёмных центрах, работают по общей программе и под общим управлением из единого центра. Эти станции образуют структуру, которая называется "Сетью станций СКАНЭКС" (SCANEX Ground Stations Network, SGSN).

Рисунок 4 SCANEX Ground Stations Network, SGSN (1.3.)

(Получение и хранение метеорологической информации ГВЦ Росгидромета)

Общая протяженность сети по долготе обеспечивает возможность приема данных с большинства полярно-орбитальных спутников практически на любом витке. Управление всей сетью осуществляется через Интернет из центра, расположенного в ИТЦ «СКАНЭКС» в Москве.

Безусловно, сеть станций СКАНЭКС - не единственная в мире сеть приемных станций ДЗЗ. Но площадь общей зоны ее приема, количество входящих в нее станций, количество используемых спутников позволяют ей претендовать на уникальность. И особенно уникальной делает ее то, что эта сеть создана и управляется частной компанией.

1.3 База данных Прогноз-172

Основное содержание информационной базы Прогноз-172 составляют данные наблюдений и поля анализа и прогноза. Поэтому при определении состава и структуры баз данных на ЭВМ основное внимание было уделено определению структур именно этих типов данных. Структура данных разрабатывалась на основе использования возможностей системы управления записями CRMAAMи с учетом форматов данных, принятых при подготовке и проведении Первого глобального эксперимента ПИГАП.

Каждый файл, включаемый в базу данных, имеет унифицированное описание записей и может быть размещен в пределах одного пакета дисков. На уровне представления пользователя о структуре данных информация подразделяется на два типа:

-поле описания;

-информационное поле.

Индентификация информации производится по его описанию. Ключ может иметь имя в случае, если одна и та же информация индефицируется несколькими различными описаниями.

База данных Прогноз-172 составлена на распространенном коде GRID.

В дальнейшем базу Прогноз-172 заменила база Прогноз-1060. После данные базы были рассчитаны как проблематичные и их заменила база на технологии АСООИ.

1.4 Система управления базами данных технологии АСООИ

CKSACOOИ-технология приема от ЦКС, раскодирование, размещения в базах данных входной гидрометеорологической информации и формирование продукции для передачи внешние сети.

Администрирование АСООИ:

Каждый из компонентов 1), 2), 3),4),5) по существу является технологией и сопровождается соответствующим администратором.

Структура базы данных АСООИ:

Информационным ядром технологии АСООИ является централизованные базы данных собственной разработки. Физически эти БД располагаются внутри специально для этого созданных на диске файловых сегментов АСООИ. Каждая БД имеет уникальное математическое четырехкратное значение (имя базы данных). Это имя является корнем в котором расположены файлы, составляющую конкретную базу данных. Каждая БД АСООИ состоит из трех файлов:

-Управляющий файл (имеет суффикс ADM)

-Файл описаний и определений структуры данных (DIR)

-Файл, содержащий собственно данные (DATA)

Например, для базы данных, содержащей макеты отконтролированных синоптических наблюдений за последние 100 суток таковы:

- NAME DB-MAKT

-NAME CATALOG-MAKT

-FILE NAME 1-MAKTADM

-FILE NAME 2-MAKTDIR

-FILENAME 3-MAKTDATA

-TYPE DB- CYCLIC

-CYCLE SAVE TIME DB-100

-USER PC (ASOOI)-DBEXP

-USER_GROUP-ASOOI_DBMS

-FILE_MANAGER-CSO_DBMS_EXP

Структура других БД АСООИ аналогична. Для размещения исходной гидрометеорологической информации b результатов практических схем была сгенерирована совокупностью баз данных с которой достаточно гибко и надежно управлять процессами хранения и исследования данных. Общие характеристики всех функционирующих в первой очереди технологии АСООИ-Linuxпрограмм приведены в выше указанных таблицах (смотрите таблицы N1, N2, N3).

Базы данных могут содержать, как статистическую (не обновленную), так и циклическую (регулярно обновляющуюся, до 4 раз в сутки).

Прикладные программы предназначены для обработки информации, хранившейся в базах данных АСООИ, должны использоваться для доступа к прикладному программированию баз данных (APIСУБДАСООИ). Эти программы и функции собраны в одну статистическую библиотекуbankload. Данная библиотека доступна на чтение всем пользователям и администраторам АСООИ. Право на модификацию или изменение данной библиотеки имеет только администратор СУБД АСООИ. Он осуществляет разработку, сопровождение, и развитие этой библиотеки. При этом он использует как собственные специализированные средства разработки и администрирования, так и общедоступные стандартные средства (архитектура Фортран и СИ (СИ+) интерпретатор KernShell, утилиты Linux). Библиотека bankload была существенно переработана с платформы CRAY/UNIOSна платформу Intel/Linux в связи с тем что имеет место аппаратно-программные совместимости этих платформ так и не совместимости соответствующих компиляторов Фортрана и СИ.



1.5 Средства администрирования СУБД АСООИ

Администратор баз данных должен осуществлять много различных работ по поддержанию в актуальном и целостном состоянии всей СУБД АСООИ. Такие работы могут быть одноразовыми, многоразовыми, регулярными. В частности, в функции администратора СУБД входят следующие работы:

-разработка структуры новых баз данных

-создание, инициализация, тестирование БД

-расширение номенклатуры содержащей в БД информации

-модернизация БД

-получение различной контрольной и справочной информации о состоянии и наполнении БД

-сопровождение списков контроля доступа

-резервное копирование и восстановления после сбоя ЭВМ

-контроль целостности БД

-кольсультирование пользователей АСООИ

Для обеспечения этих работ администратор использует адекватные программные средства собственной разработки (прикладные Фортран-программы и Shell-программы).

Из общесистемных средств используют утилиты Linux, интерпретатор KornShell, текстовый редактор FTP,Samba.

Для автоматизации некоторых работ задействуются возможности банка задач АСООИ и АСУ АСООИ. В состав Банка Задач включены и предварительно разработаны три группы приложений:

-задачи, обеспечивающие регулярную чистку устаревшую информацию в циклической части баз данных;

-задачи, обеспечивающие получение подробных справок;

-задачи, обеспечивающие горячее резервирование критически важной информации.

В состав АСУ АСООИ включены несколько сеансов обработки данных. Эти сеансы включают в себя задачи из перечисленных групп. Сеансы запускаются на счет автоматически согласованному сценарию автоматического запуска работ технологии АСООИ, разработанному и реализованному администратором АСУ АСООИ.

1.6 Технические характеристики программного обеспечения АСООИ-XEON4

В настоящее время в Гидрометцентре России успешно и надежно функционирует технология АСООИ-Xeon4 на платформе 4-процессорных серверов Xeon. Сервер Xeon4b является основным, а сервер Xeon4а является его горячим резервом. Технологии АСООИ-Xeon4b и АСООИ-Xeon4а взаимно резервирующие. Их разработка велась в 2002--2007 гг. Данная технология пришла на смену предыдущей одномашинной технологии АСООИ-CRAY, разработанной и функционировавшей в 1998--2005 гг. на ЭВМ CRAY Y-MP8E [1, 4, 5] и предшествующей технологии АСООИ-ЕС [2, 3]. АСООИ-Xeon4 является технологией корпоративного уровня, предназначенной для обеспечения комплексной, централизованной, автоматизированной обработки, использования, хранения и распространения разнообразной гидрометеорологической информации в рамках различных предметных областей деятельности Гидрометцентра России. Эта технология состоит из нескольких больших взаимодействующих компонентов (подтехнологий и подсистем), разработанных в Отделе Систем Информационного обеспечения (ОСИО) Гидрометцентра России.

Ядро технологии АСООИ-Xeon4 состоит из следующих подтехнологий:

АСООИ-СУБД -- централизованные информационные базы данных Гидрометцентра России общего и специализированного назначения. Является унифицированной средой хранения разнообразной структурированной информации различных предметных областей Гидрометцентра России.

АСООИ-БнЗ -- банк оперативных задач, содержащий все оперативно-значимое прикладное программное обеспечение различных предметных областей Гидрометцентра России.

Является централизованным, масштабируемым, строго унифицированным и структурированным хранилищем всех задач технологии АСООИ.

АСООИ-АСУ -- автоматизированная система управления вычислительным процессом; осуществляет управление оперативными, администраторскими и пользовательскими вычислительными процессами и ресурсами технологии АСООИ-Xeon4. Является связующей управляющей средой (middleware) между АСООИ-СУБД и АСООИ-БнЗ.

АСООИ-ОС -- системное администрирование всех ресурсов технологии

АСООИ (оперативных, администраторских, пользовательских, системных, сетевых и смежных ресурсов). Смежные технологии

АСООИ-ПРИЕМ -- прием метеорологических данных и текстовых сообщений различных типов. Раскодирование данных наблюдений, продукции зарубежных центров, прогнозов региональных центров.

АСООИ-ГРАФИКА -- графическое представление продукции АСООИ-Xeon4.

АСООИ-ПЕРЕДАЧА -- формирование продукции Гидрометцентра России и передача ее потребителям в ГСТ, АСПД и на FTP-серверы в кодовых формах GRIB, GRID и в текстовом формате.

АСООИ-АРХИВ -- архивация данных, сформированных в рамках технологии АСООИ-Xeon4.

1. Ядро АСООИ является полнофункциональной реализацией трехзвенной архитектуры Middleware

2. Централизация информационных ресурсов Гидрометцентра России

3. Эффективное централизованное управление этими ресурсами (оперативное и неоперативное)

4. Высокий уровень автоматизации оперативного вычислительного процесса (в том числе автозапуск сеансов)

5. Надежное, гибкое, эффективное сопровождение и развитие этих ресурсов

6. Унификация и автоматизация процессов разработки приложений АСООИ

7. Обеспечение масштабируемости и мобильности ПОв условиях многомашинной конфигурации оперативного вычислительного процесса

Таким образом, принципиальный смысл и назначение ядра технологии АСООИ-Xeon4:

Место Middleware внутри программно-аппаратной платформы Xeon4b.Главное в этой иерархии следующее:

1. Уровень 4 является интегрирующей, связующей средой между уровнями 6 и 2;

2. Особенности системного и прикладного ПО скрыты внутри Middleware;

3. Пользователи АСООИ фактически имеют дело только с ресурсами Middleware;

4. Пользователи НИР имеют дело с уровнями 3, 2, 1, т.е. классическим способом.

1.7 Сервера ГВЦ Росгидромета

Вычислительный комплекс состоит из следующих основных компонентов:

Рисунок 5 Вычислительный комплекс

(Получение и хранение метеорологической информации ГВЦ Росгидромета)

Вычислитель выполняет функции оперативного и научно-исследовательского счета, ресурсной поддержки научно-исследовательских разработок. Дифференциация задач выполняется по технологическим схемам каждого из центров установки. В комплект системы входит системная консоль организации доступа ко всем узлам системы для инженерного персонала.

Система управления данными состоит из:

· дисковой системы хранения данных, обеспечивающей хранение данных на накопителях ЖМД и предоставляющей ресурсы для подсистем ввода-вывода Вычислителя, серверов баз данных и оперативных систем;

· ленточной системы хранения данных, состоящей из автоматизированной ленточной библиотеки,

· серверов системы управления данными, включая серверы архивирования и резервного копирования, иерархического хранения данных.

o Серверы оперативной системы и баз данных включают в себя вычислительные серверы, локальные серверы оперативного назначения, в число которых входят серверы обмена оперативной информацией, серверы информационных систем Росгидромета, файловые серверы, обеспечивающие файловый и транзакционный обмен данными для клиентов ЛВС.

o Серверы общего назначения обеспечивают функционирование основных сетевых сервисов, таких как DHCP, NTP, локальных DNS и почтового сервиса.

o Абонентские рабочие места оперативного и научно-исследовательского назначения включают персональные компьютеры и станции визуализации оперативного и неоперативного персонала.

o Локальная вычислительная сеть объединяет все компоненты информационной системы. Связь с существующей ЛВС осуществляется посредством двух интерфейсов Ethernet 10/100/1000 Base-T. Для обеспечения функционирования осуществляется мониторинг и управление сетевым оборудованием.

o Все компоненты существующего программно-аппаратного комплекса работают в режиме реального времени 24 часа в сутки.

Конфигурация информационной системы (основные характеристики установленного в ФГБУ “ГВЦ Росгидромета” Вычислительного комплекса.)

Пиковая произво- дительность TFlops (1012)	Тип вычислителя	Кол-во CPU/ CPU в узле	ОЗУ Тбайт (1012)/GB на ядро	Производитель (фирма/страна)	Дисковая подсистема Тбайт(1012)
11	SGI Altix 4700	1664 / 128	6.6/4	SGI(США)	180TB= 60TB SGI IS4000 + 120TB SGI IS10000
16	SGI Altix ICE8200	1408/8	2.8/2	SGI(США)
35	РСК ”Торнадо”	1152/12	4,608/4	РСК (Россия)	300TB IBM Storwize V7000, IBM System Storage DCS3700
14	SGI ICE-X	720/20	2,304/3,2	SGI(США)
2	SGI UV2000	96/96	1,024/10,6	SGI(США)

Рисунок 6 SGI Altix 4700 (Получение и хранение метеорологической информации ГВЦ Росгидромета)

Кластер (Вычислитель #1) SGI Altix 4700 пиковой производительностью 11 TFlops построен на 832 2-х ядерных процессорах Intel Itanium 9140М с оперативной памятью 6.6 TB (1664 процессорных ядер, 4 GB на ядро). Вычислитель представляет собой систему с общей памятью, способен масштабироваться до 1024 ядер в рамках единого образа операционной системы. Архитектура SGI NUMAflex обеспечивает наилучшие (по проведенным тестированиям) значения полосы пропускания и латентности. Шина взаимодействия SGI NUMALink обеспечивает высокоскоростное взаимодействие между процессорами системы. На текущий момент Вычислитель логически делится на партиции/узлы (13 узлов): 1 партиция = 1 вычислительная стойка. В каждой партиции 32 виртуальных вычислительных узла (нод): 4 ядра + 16ГБ оперативной памяти. Две виртуальных ноды зарезервированы для системных процессов (8 ядер + 32ГБ памяти). Каждая аппаратная партиция имеет системные жесткие диски SAS с полезным объемом 300 GB с зеркалированием и высокопроизводительный доступ к Дисковой системе хранения данных через параллельную файловую систему SGI CXFS. Кластер функционирует под управлением операционной системы SLES 11SP1 (ia64).

Рисунок 7 SGI Altix ICE8200 (Получение и хранение метеорологической информации ГВЦ Росгидромета)

Кластер (Вычислитель #2) SGI Altix ICE8200 пиковой производительностью 16 TFlops построен на 352 4-х ядерных процессорах Intel Quad Core Xeon e5440 с оперативной памятью 2.8TB (1408 процессорных ядер, 2 GB на ядро). Вычислитель представляет собой широко распространенный тип блейд-систем, имеет 64-разрядную архитектуру EM64T/AMD64. Вычислитель состоит из 3-х вычислительных стоек, каждая из которых представляет собой: 4 IRU (Individual Rack Unit -- блейд шасси), 15 вычислительных блейдов (лезвий), 8 ядер и 16GB оперативной памяти в каждом блейде. В качестве шины взаимодействия используется технология Infiniband DDR. Кластер использует бездисковый принцип работы - образ операционной системы разворачивается в оперативной памяти. Общая файловая система строится на базе технологии NFS over Infiniband. Кластер функционирует под управлением операционной системы SLES 10SP2 (x86_64).

Рисунок 8 РСК “Торнадо”(Получение и хранение метеорологической информации ГВЦ Росгидромета)

Кластер (Вычислитель #3) РСК “Торнадо” пиковой производительностью 35 TFlops построен на 192 8-и ядерных процессорах Intel E5-2690 с оперативной памятью 6,1 TB (1536 процессорных ядра, 4 GB на ядро). Вычислитель имеет 64-разрядную архитектуру EM64T/AMD64. В качестве шины взаимодействия используется технология Infiniband QDR. Общая файловая система строится на базе технологии NFS для подключений к файловой системе кластеров SGI и параллельной файловой системе GPFS для непосредственного подключения узлов кластера к дисковым массивам. Кластер функционирует под управлением операционной системы SLES 11SP2 (x86_64).

Кластер (Вычислитель #4) SGI ICE-X пиковой производительностью 14 TFlops построен на 72 10-и ядерных процессорах Intel E5-2670v2 с оперативной памятью 2,3 TB (720 процессорных ядер, 3,2 GB на ядро). Вычислитель имеет 64-разрядную архитектуру EM64T/AMD64. В качестве шины взаимодействия используется технология Infiniband FDR, топология Enhanced Hypercube IB Interconnect Topology. Общая файловая система строится на базе технологии NFS для подключений к файловой системе кластеров SGI и параллельной файловой системе GPFS для непосредственного подключения узлов кластера к дисковым массивам. Кластер функционирует под управлением операционной системы SLES 11SP3 (x86_64).

Вычислитель #5 SGI UV2000 пиковой производительностью 2 TFlops представляет собой систему с глобальной общей оперативной памятью, построен на 16 шести ядерных процессорах Intel E5-4617 с оперативной памятью 1 TB (96 процессорных ядер, 10 GB на ядро). Вычислитель имеет 64-разрядную архитектуру EM64T/AMD64. Общая файловая система строится на базе технологии NFS для подключений к файловой системе кластеров SGI и параллельной файловой системе GPFS для непосредственного подключения Вычислителя к дисковым массивам. Вычислитель функционирует под управлением операционной системы SLES 11SP3 (x86_64).

Дисковая подсистема общим объемом 180 TB имеет иерархическую структуру: 60TB SGI InfiniteStorage 4000 system (Дисковая система хранения данных) и 120TB SGI InfiniteStorage 10000 (Дисковая система хранения данных #2). Решение по Сети хранения данных (SAN) базируется на двух коммутаторах Brocade SilkWorm 48000 (48K) и файловой системе SGI CXFS, которая является параллельной файловой системой, направляющей поток данных через SAN. CXFS обеспечивает соединение всех необходимых технологических серверов и узлов Вычислителя #1 с Дисковой системой хранения данных. Файловая система работает совместно с SGI DMF - системой иерархического управления хранением SGI Hierarchical Storage Management, которая обеспечивает миграцию данных между дисковыми подсистемами. Вычислитель #2 подключается к параллельной файловой системе непосредственным отказоустойчивым подключением к серверам метаданных (SGI Altix 450).

Дисковая система хранения данных#3 строится на базе дисковых массивов 14 TB IBM Storwize V7000, 300 TB IBM System Storage DCS3700. Решение по Сети хранения данных реализовано путем установки двух FC коммутаторов Express IBM System Storage SAN24B-4 с подключением к коммутаторам SW 48K и файловой системе GPFS, которая является параллельной файловой системой. GPFS обеспечивает соединение всех необходимых технологических серверов и узлов Вычислителя #3 с Дисковой системой хранения данных #3. Миграция данных между дисковыми подсистемами осуществляется также средствами GPFS.

Для обеспечения функционирования и управления компонентами вычислительной инфраструктуры используются Служба каталогов Microsoft Windows и ассоциированные с ней общесистемные службы. В число этих служб входят инфраструктура общего каталога на базе Microsoft Active Directory, базовые сетевые сервисы DHCP, DNS, WINS, NTP. В качестве почтовой серверной службы используется Microsoft Exchange, в качестве унифицированных коммуникаций используется Microsoft Lync.

ЛВС построена на базе:

· Уровень ядра - коммутаторы Cisco 6509

· Уровень распределения - коммутаторы Cisco 4948 с подключением к коммутаторам уровня ядра на скорости 10 Gbps по оптоволоконному каналу связи

· Уровень резервирования серверной фабрики - коммутаторы Cisco 4948 с подключением к коммутаторам уровня ядра на скорости 1 Gbps по оптоволоконному каналу связи или UTP-соединению.

· Уровень доступа - коммутаторы Cisco 2960 и Cisco 3650 с подключением к коммутаторам ядра и/или уровня распределения на скорости 1 Gbps по оптоволоконному каналу связи или UTP-соединению.

Система управления ЛВС реализована с использованием интегрированного решения CiscoLMS (элемент-менеджер активного оборудования) и HP OpenView NNMi (энтерпрайс-менеджер оборудования). Для организации счета на вычислительных комплексах используется Altair PBSPro.



2. Практическая часть

2.1 Создание базы данных в Access

При первом открытии окна базы данных Access всегда активизирует вкладку Таблицы и выводит на экран список режимов создания таблиц:

? Создание таблицы в режиме конструктора;

? Создание таблицы с помощью мастера;

? Создание таблицы путем ввода данных

Для создания новой таблицы можно выбрать любой из этих режимов. Можно выбрать Мастер таблиц для определения полей таблицы с помощью списков образцов таблиц и полей. Для создания произвольной таблицы целесообразно пользоваться режимом Конструктора. Режим Создание таблицы путем ввода данных используется, как правило, для редактирования и ввода данных в уже существующие таблицы.

Напомним, что таблицей Access является совокупность данных объединенных общей темой. Для каждой сущности назначается отдельная таблица, чтобы не было повторений в сохраненных данных. Таблицы состоят из записей и полей. Количество полей в записи определяется на стадии проектирования таблицы, поэтому прежде чем создавать таблицу с помощью приложения Access, необходимо четко представлять ее структуру.

Величина и тип полей определяется пользователем. Необходимо выбирать размеры полей не слишком большими, так как при завышенных размерах полей бесполезно расходуется память БД. Для создания связей между таблицами они должны иметь ключевое поле, поэтому необходимо назначить ключевое поле каждой таблице.

Чтобы задать первичный ключ в режиме Конструктора, необходимо выделить требуемое поле, а затем щелкнуть на пиктограмме «Ключевое поле», расположенной на панели инструментов. Для назначения Внешнего (Вторичного) ключа в режиме Конструктора, необходимо выделить поле и в области свойств этого поля в строке Индексированное поле из списка выбрать значение Да (Совпадения допускаются).

Для выбора необходимого режима создания таблиц можно дважды щелкнуть на один из них в списке режимов, откроется требуемый режим. Кроме того, можно щелкнуть на пиктограмме «Создать» в окне БД, откроется окно диалога «Новая таблица», и в нем выбрать требуемый режим создания таблицы.

Рисунок 9 «Новая таблица»

При выборе режима Мастер таблиц откроется окно «Создание таблиц», в котором с помощью образцов таблиц и полей легко сформировать поля новой таблицы.

Рисунок 10 «Создание таблиц»

Но если в окне «Создание таблиц» нет требуемого образца таблицы, то необходимо выбрать режим Конструктора, откроется окно Конструктора таблиц

Рисунок 11 Состав (структура) таблицы

Типы данных необходимо выбрать из раскрывающегося списка:

? Текстовый - алфавитно-цифровые данные (до 255 байт)

? Поле МЕМО - длинный текст или числа, например, примечания или описания (до 64000 байт)

? Числовой - текст или комбинация текста и чисел (сохраняет 1, 2, или 8 байтов)

? Дата/время - даты и время (8 байт)

? Денежный - используется для денежных значений (сохраняет 8 байтов)

? Счетчик - автоматическая вставка уникальных последовательных (увеличивающихся на 1) или случайных чисел при добавлении записи (4 байта)

? Логический - данные, принимающие только одно из двух возможных значений, например, «Да/Нет» (1 бит)

? Поле объекта OLE - для вставки следующих объектов: рисунки, картинки, диаграммы и т.д. (до 1 Гбайта)

? Гиперссылка - адрес ссылки на файл на автономном компьютере или в сети (сохраняет до 64 000 знаков)

? Мастер подстановок - создает поле, позволяющее выбрать значение из другой таблицы или из списка значений, используя поле со списком. При выборе данного параметра в списке типов данных запускается мастер для автоматического определения этого поля.

В области «Свойства поля» назначают свойства для каждого поля (например, размер, формат, индексированное поле и т.д.). При создании структуры таблицы в первую колонку вводят Имя поля, затем необходимо нажать клавишу Enter и выбрать тип данных (по умолчанию Access назначает тип данных, если этот тип данных не подходит, то выберите самостоятельно из раскрывающегося списка). Затем введите в третью колонку описание поля.

Рассмотрим технологию создания структуры таблиц для сущностей базы данных "Деканат", модель "сущность - связь". В модели "сущность - связь" предоставлена вся необходимая информация о каждой таблице и о связях между ними.

Создание БД с помощью СУБД Access начинается с создания структуры таблиц и установки связей между таблицами.

Итак, при выборе режима Конструктор будет отображено окно Конструктора таблиц, в котором необходимо определить структуру новой таблицы - Таблица.

Первую таблицу создадим для сущности Студенты.

В первую строку колонки Имя поля вводим код студентов (КодСтудента) и нажимаем клавишу Enter, при этом курсор переместится в колонку Тип данных, где из раскрывающегося списка выбираем тип данных - Счетчик. Затем нажимаем клавишу Enter, при этом курсор переместится в колонку Описание, при необходимости вводим описание данных, которые будут вводиться в это поле таблицы.

Определяем первую строку таблицы (поле КодСтудента) как поле первичного ключа, для этого выделяем ее и выбираем команду Правка - Ключевое поле или щелкаем на пиктограмме Ключевое поле на панели инструментов, слева от имени поля появится изображение ключа. Если поле сделано ключевым, т.е. полем первичного ключа, то свойству Индексированное поле присваивается значение Да (совпадения не допускаются).

Далее во вторую строку Имя поля вводим код группы (КодГруппы) и выбираем тип данных - числовой. Назначаем это поле полем Внешнего ключа, для этого необходимо выделить поле КодГруппы и в области свойств этого поля в строке Индексированное поле из списка выбрать значение Да (Совпадения допускаются).

Затем в третью строку Имя поля вводим Фамилия, и выбираем тип данных текстовый. При этом в нижней части экрана в разделе Свойства поля появляется информация о свойствах данного поля. При необходимости туда можно вносить изменения, выполнив щелчок в соответствующей строке, удалив предыдущее значение и введя новое.

Далее создаются остальные поля в соответствии с данными, представленными в модели "сущность связь".

После создания структуры таблицы необходимо сохранить ее. Выбрать Файл - Сохранить, или Сохранить, как... В окне Сохранение ввести имя для созданной таблицы: Студенты, затем ОК.

Ниже показано окно Конструктора для таблицы Студенты, входящей в состав БД Деканат.

Рисунок 12 таблица Студент

Далее создаются структуры остальных таблиц: Группы студентов, Дисциплины, Успеваемость. (смотрите рис.13,14,15 в приложении 1.)

После создания структуры таблиц, входящих в БД "Деканат", необходимо установить связь между ними.

Установка связей между таблицами в СУБД Access

После создания структуры таблиц (Студенты, Группы студентов, Дисциплины, Успеваемость) для сущностей базы данных "Деканат" необходимо установить связи между таблицами. Связи между таблицами в БД используются при формировании запросов, разработке форм, при создании отчетов. Для создания связей необходимо закрыть все таблицы и выбрать команду "Схема данных" из меню Сервис, появится активное диалоговое окно "Добавление таблицы" на фоне неактивного окна Схема данных.

Рисунок 16 Добавление таблицы

В появившемся диалоговом окне Добавление таблиц необходимо выделить имена таблиц и нажать кнопку Добавить, при этом в окне "Схема данных" добавляются таблицы. После появления всех таблиц в окне Схема данных необходимо закрыть окно Добавление таблицы, щелкнув левой кнопкой мыши на кнопке Закрыть.

Рисунок 17 Схема данных

Следующий шаг - это установка связей между таблицами в окне Схема данных. Для этого в окне Схема данных необходимо отбуксировать (переместить) поле Код Группы из таблицы Группы на соответствующее поле таблицы Студенты, в результате этой операции появится окно "Изменение связей".

В появившемся окне диалога "Изменение связей" необходимо активизировать флажки: "Обеспечить целостность данных", "каскадное обновление связанных полей" и "каскадное удаление связанных записей", убедиться в том, что установлен тип отношений один-ко-многим и нажать кнопку Создать.

Рисунок 18 Изменение связей

В окне Схема данных появится связь один-ко-многим между таблицами Группы студентов и Студенты. Аналогичным образом надо связать поля КодСтудента в таблицах Студенты и Успеваемость, а затем поля КодДисциплины в таблицах Успеваемость и Дисциплины. В итоге получим Схему данных, представленную на рисунке.

Рисунок 19 Схема данных

После установки связей между таблицами, окно Схема данных необходимо закрыть. Далее необходимо осуществить заполнение всех таблиц. Заполнение таблиц целесообразно начинать с таблицы Группы студентов, так как поле Код группы таблицы Студенты используется в качестве столбца подстановки для заполнения соответствующего поля таблицы Студенты.

Заполнение таблиц можно начать и с заполнения таблицы Студенты. В окне Базы данных выделяем нужную таблицу, затем выполняем щелчок на кнопке Открыть. На экране появится структура таблицы БД в режиме таблицы. Новая таблица состоит из одной пустой строки.

Рисунок 20

Заполнение производится по записям, т.е. вводится информация для всей строки целиком. Поле счетчика заполняется автоматически. После ввода первой записи пустая запись смещается в конец таблицы. Переход к следующему полю осуществляется нажатием клавиши ТаЬ. Для заполнения поля MEMO в таблице (колонка Место рождения) нажимаем комбинацию клавиш <Shif+F2>, предварительно установив курсор в поле MEMO. Открывается диалоговое окно Область ввода, после ввода или редактирования данных в этом окне щелкаем на кнопке ОК.

После заполнения таблица Студенты имеет следующий вид (смотрите рис.21 в приложении 1)

Аналогичным образом заполняются остальные таблицы: Группы Студентов, Успеваемость, Дисциплины (смотрите рис. 22, 23, 24 в приложении 1)

В приложении Access применяются различные методы перемещения по таблице. Переходить от записи к записи можно с помощью: клавиш управления курсором; кнопки из области Запись, расположенной внизу таблицы в режиме таблицы; команды Правка - Перейти. Для перемещения от поля к полю (слева направо) применяются клавиши Tab и Enter, а в обратном направлении Shift+Tab.

Поиск данных в таблице большого объема, который выполняется с помощью кнопок перехода, может занять много времени, поэтому для поиска и замены данных в полях необходимо использовать команду Правка - Найти. Откроется окно диалога. В поле Образец диалогового окна поиска указывается искомый объект и осуществляется поиск. Для замены данных в полях необходимо перейти на вкладку Замена.

2.2 Составление баз и мускул Navicatmysql

SQL (Structured Query Language) язык специально разработанный для взаимодействия с системами управления баз данных, таких как MySQL, Oracle, Sqlite и прочие... Для выполнения SQL запросов в этой статье я советую Вам установить MySQL на локальный компьютер. Также я рекомендую использовать phpMyAdmin в качестве визуального интерфейса.

CREATE DATABASE: создание базы данных

Вот и наш первый запрос. Мы создадим нашу первую БД для дальнейшей работы.

Для начала, откройте MySQL консоль и залогиньтесь. Для WAMP пароль по умолчанию пустой. Для MAMP - "root". Для Денвера необходимо уточнить.

После логина введите следующую строку и нажмите Enter:

Рисунок 25CREATE DATABASE my_first_db

Заметьте, что точка с запятой (;) добавляется в конце запроса, так же как и в других языках.

Также команды в SQL чувствительны к регистру. Пишем их большими буквами.

Опционально: CharacterSet и Collation

Если Вы хотите установить character set (набор символов) и collation (сравнение) можно написать следующую команду:

CREATE DATABASE my_first_db DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;

SHOW DATABASES: выводит список всех БД

Эта команда используется для вывода всех имеющихся БД.

Будьте осторожны с этой командой, так как она выполняется без предупреждения. Если в Вашей БД есть данные, они будут все удалены. (смотрите рис 26,27 в приложении 2)

USE: Выбор БД

Технически это не запрос, а оператор и он не требует точки с запятой в конце.

Он сообщает MySQL выбрать БД для работы по умолчанию для текущей сессии. Теперь мы готовы создавать таблицы и делать прочие вещи с БД.

Что же такое таблица в БД?

Вы можете представить таблицу в БД в виде Excel файла.

Рисунок 29 Таблица БД

Также как и на картинке, у таблиц есть названия колонок, ряды и информация. С помощью SQLзапросов мы можем создавать такие таблицы. Мы также можем добавлять, считывать, вносить обновления и удалять информацию.

CREATE TABLE: Создание таблицы

C помощью этого запроса мы можем создавать таблицы в БД. К сожалению, документация MySQL не очень понятна для новичков по этому вопросу. Структура этого типа запросов может быть очень сложной, но мы начнем с легкой.

Следующий запрос создаст таблицу с 2-мя колонками.

CREATE TABLE users (

username VARCHAR(20),

create_dateDATE);

Обратите внимание, что мы можем писать наши запросы в несколько строк и с табуляциями для отступов.

Первая строка простая. Мы просто создаем таблицу с названием "users". Далее в скобках, через запятую, идет список всех колонок. После каждого названия колонки у нас идут типы информации, такие как VARCHAR или DATE.

VARCHAR (20) означает, что колонка имеет тип строки и может быть максимум 20 символов в длину.DATE также тип информации, который используется для хранения дат в таком формате: "ГГГГ-ММ-ДД".

PRIMARYKEY (первичный ключ)

Перед тем как мы выполним следующий запрос, мы также должны включить колонку для "user_id", которая будет нашим первичным ключом. Вы можете воспринимать PRIMARYKEY как информацию, которая используется для идентифицирования каждого ряда таблицы.

INT делает 32 битный целый тип (например, числа). AUTO_INCREMENT автоматически генерирует новое значение ID каждый раз, когда мы добавляем новые ряды информации. Это не обязательно, но делает весь процесс проще.

Эта колонка не обязательна должна быть целым значением, но оно чаще всего используется. Наличие Первичного Ключа также не является обязательным, однако рекомендуется для архитектуры и производительности БД.

Давайте выполним запрос:

Рисунок 30 AUTO_INCREMENT

Для показа структуры существующей таблицы Вы можете пользоваться этим запросом.

Рисунок 31 ALTERTABLE

Этот запрос также может содержать сложную структуру из-за большего количестве изменений, который он может сделать с таблицей. Давайте посмотрим на примеры.

ДОБАВЛЕНИЕКОЛОНКИ

ALTER TABLE users

ADD email VARCHAR(100)

AFTERusername;

Благодаря хорошей читабельности SQL, я думаю, что нет смысла ее подробно объяснять. Мы добавляем новую колонку "email" после "username".

Это было также очень легко. Используйте этот запрос с осторожностью, так как можно удалить данные без предупреждения.

Восстановите только что удаленную колонку для дальнейших экспериментов.

Иногда Вы можете захотеть внести изменения в свойства колонки, и Вам не надо ее полностью удалять для этого.

Рисунок 34 Внесение изменений в колонку

Этот запрос переименовал колонку пользователь в "user_name" и изменил ее тип с VARCHAR 20) на VARCHAR(30). Такое изменение не должны изменить данные в таблице.

INSERT: Добавление информации в таблицу

Давайте добавим некоторую информацию в таблицу используя следующий запрос.

Рисунок 35 VALUES

Как Вы можете увидеть, VALUES () содержит список значений, разделенных запятыми. Все значения заключены в одинарные колонки. И значения должны быть в порядке колонок, которые были определены при создании таблицы.

Заметьте, что первое значение NULL для поля PRIMARYKEY под названием "user_id". Мы делаем это для того, чтобы ID было сгенерировано автоматически, так как колонка имеет свойствоAUTO_INCREMENT. Когда информация добавляется первый раз ID будет 1. Следующий ряд - 2, и так далее...

SELECT: Чтение данных из таблицы

Если мы добавляем информацию в таблицу значит логично было бы научиться ее оттуда считывать. Именно в этом нам и поможет запрос SELECT.

Ниже представлен самый простой возможный запрос SELECT для чтения таблицы.

Рисунок 36 Чтение данных из таблицы

В этом случае звездочка (*) означает то, что мы запросили все поля из таблицы. Если Вы хотите только определенные колонки, запрос будет выглядеть так.



Заключение

В данной дипломной работе я расскрыл рабочий процесс ГВЦ Росгидромета. Так же рассказал что такое понятие СУБД и виды СУБД.

Я в краткой форме представил вам Техничесское оснащение серверов ГВЦ, их программное обеспечение обработки информации. В краткой форме я описал технологию АСООИ-принцип ее работы и программной структуры.

После мной была показана ранее используемая программа, которая в наше время технологически устарела “Прогноз-172”.

...