Предмет, задачи, особенности дисциплины. Базовые определения системы

Вычислительная система (ВС) — совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного обо­рудования и ПО, предназначенная для сбо­ра, хранения, обработки и распределения информации. Отличительной особенностью ВС по отношению к классиче­ским ЭВМ явл наличие в ней нескольких вычислителей, реа­лизующих параллельную обработку(мно­жество данных может обрабатываться по одной программе, т. е. по одному потоку команд). Параллельные вычислительные системы — это физические компьютерные, а также программные системы, реализующие тем или иным способом параллельную обработку данных на многих вычислительных узлах. Суть идеи распараллеливания вычислений -большинство задач может быть разделено на набор меньших задач, которые могут быть решены одновременно. Обычно параллельные вычисления требуют координации действий. Параллельные вычисления существуют в нескольких формах: параллелизм на уровне битов, параллелизм на уровне инструкций, параллелизм данных, параллелизм задач.

4. Классификация информационно-вычислительных сетей.

Существуют 2общепризнанных фактора для классиф. ИВС: технология передачи и масштаб. Есть два основных типа технологий передачи: вещание (от одного ко многим); точка-точка. Сети типа вещание имеют единый канал передачи данных, который используют все машины сети. Пакет, отправленный 1ой машиной, получают все другие машины сети. В определенном поле пакета указан адрес получателя. Каждая машина сверяет с ним свой адрес и если в этом поле не ее адрес, то игнорирует этот пакет. Различают режим широкого вещания (один пакет адресуется всем машинам в сети), режим группового вещания (один и тот же пакет получают машины принадлежащие к определенной группе в сети. Сети точка-точка соединяют каждую пару машин индивидуальным каналом. Поэтому, прежде чем пакет достигнет адресата, он проходит через несколько промежуточных машин. В этих сетях возникает потребность в маршрутизации. От ее эффективности зависит скорость доставки сообщений, распределение нагрузки в сети. Сети типа вещание используются на географически небольших территориях. Сети точка-точка - для построения крупных сетей, охватывающих большие регионы. По фактору Масштаб сети: к локальным сетям (LAN) - относят сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории (не более 1-2 км). В общем случае LAN - систему, принадлежащая одной организации. Из-за коротких расстояний в LAN имеется возможно использовать дорогие высококачественные линии связи, кот. Позволяют достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с. Глобальные сети (WAN) - объединяют территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. В глобальных сетях часто используются уже существующие линии связи, изначально предназначенные совсем для других целей (телефонные и телеграфные каналы). Из-за низких скоростей WAN(десятки Кбит/сек) набор предоставляемых услуг обычно ограничивается передачей файлов. Для устойчивой передачи дискретных данных здесь применяются сложные процедуры контроля и восстановления данных (из-за искажения сигналов). Городские сети (или сети мегаполисов)(MAN) - являются менее распространенным типом сетей. Предназначены для обслуживания территории крупного города - мегаполиса. Они используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные (скор.от45 Мбит/с), и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и соединения локальных сетей с глобальными. Первоначально были разработаны для передачи данных. Поддерживают услуги видеоконференции и интегральную передачу голоса и текста.

В термин система на разных стадиях ее рассмотре­ния можно вкладывать разные понятия, говорить как бы о существова­нии системы в разных формах. В.Г. Афанасьев, говоря о материальности и нематериальности сис­темы, показал - система - «объективное единст­во закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе. Стремясь подчеркнуть материальность систем, неко­торые исследователи понятие элемент заменяют терминами вещь, объект, предмет, обращая внимание на овеществленность, мате­риальность системы. Другие трактуют систему как отображение, т. е. как нечто, существующее лишь в сознании ис­следователя, конструктора. Т.О.говоря о материальности или нематериальности системы, имеют ввиду различ­ное представление объектов на разных стадиях познания или создания. Система и среда. На первых этапах сист анализа важно уметь отделить, отграничить систему от среды, с которой взаимодействует система. Частным случаем выделения системы из среды является определение ее через входы и выходы, посредством которых система общается со средой. В кибернетике и теории систем такое представление системы наз чер­ным ящиком. Сложное взаимодействие системы с ее окружением отражено в оп­ределении В.Н. Садовского и Э.Г. Юдина:1) образует особое единство со средой; 3)любая исследуемая система предст собой элемент системы более высокого порядка; 4)элементы любой исследуемой системы выступают как системы более низко­го порядка. Среда есть совокупность всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результа­те поведения системы. Выделяет систему из среды наблюдатель, который отделяет (отгра­ничивает) элементы, включаемые в систему, от остальных (от среды). Возможно 3варианта наложения наблюдатели: 1) он может отнести себя к среде и, представив систему как полностью изоли­рованную от среды, строить замкнутые модели; 2)он включил себя в систему и моделир ее с учетом своего влияния и влияния системы на свои представления о ней(эклномич.системы); 3) выделил себя и из системы и из среды, и рас­сматр систему как открытую, постоянно взаимодействующую со сре­дой(для развивающихся систем. Выбор определения системы отражает принимаемую концепцию и является началом моделирования. Поэтому с самого начала целесообразно представлять определения в символической форме, способствующее более однозначному пониманию ее всеми участниками разработки/исследования системы. При проведении сис анализа нужно отобразить ситуацию с помощью полного определения системы, а затем сформулировать «рабо­чее» определение, которое уточниться, расшириться или сузится по ходу анализа.

2.Типизация проектных решений АСОИУ. Использование коробочных продуктов и адаптируемых интегрированных систем. Подходы к созданию автоматизированной системы

В наст время существуют различные подходы к построению АСОИУ, отличающиеся признаками, положенными в основу классификации. По признак использования тиражируемых программных средств классификация подходов к построению АСОИУ следующ:1-без использ.тиражируемых средств.1.1 самостоят разработка.1.2.заказные системы.2.с использ. тиражируемых средств.2.1.применение локальных(коробочных) продуктов.2.2.применение интегрируемых адаптивных систем.2.2.1 самостоят адаптация.2.2.2.адаптация разработчиком. В соответствии с этой схемой при выборе подхода к построению АСОИУ решается вопрос о возможности использования существующих на рынке тиражируемых систем или необходимости создавать уникальную систему, полностью ориентированную только на задачи конкретного предприятия. После принятия соответствующего решения рассматриваются варианты реализации системы в рамках выбранного направления.Самостоятельная разработка- разработку АСОИУ собственными силами, без привлечения сторонних организаций и приобретения тиражируемого прикладного программного обеспечения. Разрабатывающие систему сотрудники будут оторваны от своих прямых обязанностей по эксплуатации уже функционирующих программ, проект может сорваться из-за ухода одного-двух ведущих специалистов или нехватки сил для построения действительно мощной системы.Потенциально эффективным этот подход может быть для крупных предприятий, имеющих большой коллектив разработчиков, уже обладающих опытом разработки и внедрения комплексных систем автоматизации.Заказные системы. Предполагает разработку системы, полностью соответствующей особенностям конкретного предприятия, что и является его основным преимуществом. В потенциале этот подход характеризуется сравнительно меньшей стоимостью и меньшими сроками реализации, чем самостоятельная разработка.Прежде чем остановиться на данном подходе имеет смысл внимательно познакомиться с возможностями построения АСОИУ с явным применением тиражируемых средств, поскольку эти варианты могут быть дешевле при той же функциональности и надежнее в связи с применением широко апробированных решений.С организационной точки зрения этот подход может быть реализован 2способами: создание временного коллектива разработчиков на вашем предприятии путем привлечения специалистов со стороны и заключение договора со специализированной фирмой. Тиражируемые (коробочные) продукты-приобретение программ автоматизации различных видов хозяйственного учета(офисные программы или компьютерные игры). Программы поставляются в красочно оформленной упаковке (коробке), откуда, собственно, и пошло их название. В комплект поставки инструкция по установке и эксплуатации программы, пользуясь которой в большинстве случаев можно достаточно быстро ввести эту программу в эксплуатацию. Преимуществами - низкая стоимость программ, небольшие сроки их освоения, хороший сервис по сопровождению обновления версий ПО. Недостаток: недостаточной функциональностью и масштабом «коробочных» продуктов, а также проблемами совместимости систем различных производителей.Использование коробочных продуктов целесообразно для малых предприятий и на средних предприятиях на начальных стадиях автоматизации финансово-хозяйственной деятельности. Адаптируемые интегрированные системы. 1)основу составляет тщательно проработанное и предназначенное для тиражирования программное ядро. Оно изначально функционально ориентировано на возможность обеспечения комплексной автоматизации управленческого и других видов учета, данные которых необходимы в АСОИУ. 2) содержат гибкие средства настройки характеристик и возможностей создаваемой АСОИУ на особенности бизнеса конкретной организации. Построенные с использованием этого подхода отличаются сравнительно небольшим временем разработки, эффективностью решения задач автоматизации управления и сравнительной простотой модификации при изменении организационной структуры предприятия или существующих бизнес-процессов.

Динамические структуры данных (ДСД) – это структуры данных, память под которые выделяется и освобождается по мере необходимости. ДСД в процессе существования в памяти могут изменять и число составляющих их элементов и характер связей между элементами. При этом не учитывается изменение содержимого самих элементов данных. Такая особенность ДСД приводит к тому, что на этапе создания машинного кода программа-компилятор не может выделить для всей структуры в целом участок памяти фиксированного размера, а также не может сопоставить с отдельными компонентами структуры конкретные адреса. Для решения проблемы адресации ДСД используется метод, называемый динамическим распределением памяти, то есть память под отдельные элементы выделяется в момент, когда они "начинают существовать" в процессе выполнения программы, а не во время компиляции. Компилятор в этом случае выделяет фиксированный объем памяти для хранения адреса динамически размещаемого элемента, а не самого элемента. ДСД характеризуется тем что: она не имеет имени; ей выделяется память в процессе выполнения программы; количество элементов структуры может не фиксироваться; размерность структуры может меняться в процессе выполнения программы; в процессе выполнения программы может меняться характер взаимосвязи между элементами структуры. Каждой ДСД сопоставляется статическая переменная типа указатель (ее значение – адрес этого объекта), посредством которой осуществляется доступ ДСД. Во время компиляции память выделяется только под статические величины. Порядок работы с ДСД: создать (отвести место в динамической памяти); работать при помощи указателя; удалить (освободить занятое структурой место). Каждая компонента любой ДСД представляет собой запись, содержащую, по крайней мере, два поля: одно поле типа указатель(адресное поле), а второе – для размещения данных(информацион поле). Информационных и адресных полей может быть как одно, так и несколько. Объявление элемента динамической структуры данных выглядит следующим образом:

struct имя_типа {информационное поле;

адресное поле;

};

Например:

struct TNode {

int Data;//информационное поле

TNode *Next;//адресное поле

};