Программное обеспечение (ПО)

Программное обеспечение (ПО) – включает совокупность программ, реализующих функции и задачи ИС и обеспечивающих устойчивую работу комплексов технических средств. Представляет собой совокупность общесистемных и специализированных программных средств. На рис. 2.7. представлена схема блоков программного обеспечения информационной системы. Подробнее ПО рассматривается далее в лекции 4.

 

Рис. 2.7. Блок-схема программного обеспечения информационной системы.

 

 

Лингвистическое обеспечение (ЛО)

 

Лингвистическое обеспечение (ЛО) – совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания информационных единиц в ходе общения пользователей со средствами вычислительной техники.

 

Эргономическое обеспечение (ЭО)

Эргономическое обеспечение (ЭО) – совокупность методов и средств, предназначенных для создания оптимальных условий высококачественной, высокоэффективной и безошибочной деятельности человека в ИС, для ее быстрейшего освоения и удобства эксплуатации.

Тема 2. Структура информационной системы

Лекция 3

 

Техническое обеспечение информационной системы

 

3.1. Определение и состав технического обеспечения информационной системы.

3.2. Классификация информационно-вычислительных систем.

3.3. ЭВМ - основа информационно-вычислительных систем ИС.

3.4. Основные характеристики ЭВМ для ИС.

3.5. Периферийные устройства для ИС.

 

 

3.1. Техническое обеспечение информационной системы

 

Определение и состав технического обеспечения ИС

Техническое обеспечение (ТО) информационных систем – это комплекс технических средств (КТС) для сбора, регистрации, передачи, обработки, отображения и тиражирования информации, также соответствующую документацию на эти средства и технологические процессы.

КТС включает, как правило, информационно-вычислительную систему (ИВС) или просто вычислительную систему (ВС).

ИВС состоит из 3 основных компонент:

1. Компьютер (ЭВМ) или система компьютеров.

2. Периферийное оборудование: устройства ввода данных, устройства вывода информации, устройства хранения данных, устройства обмена информацией.

3. Программное обеспечение ИВС (КТС).

3.2. Классификация информационно-вычислительных систем

Информационно-вычислительные системы (ИВС) могут классифицироваться по различным характеристикам:

1. По архитектуре ИВС:

· одномашинные и многомашинные;

· однопроцессорные и многопроцессорные;

· однородные (один тип ЭВМ) и неоднородные (ЭВМ разных типов).

Соотношение между видами архитектур ИВС представлено на рис 3.1.

Рис.3.1. Классификация ИВС по архитектуре.

2. По режиму работы:

· Оперативные (on-line) (работающие в реальном времени);

· Неоперативные (off-line) (работающие в нереальном времени).

3. По назначению:

· Универсальные;

· Проблемно-ориентированные;

· Специализированные.

4. По методу управления:

· С централизованным управлением;

· С децентрализованным управлением.

5. По территориальной организации:

· Территориально сосредоточенное;

· Распределенные (вычислительные сети).

6. По уровню структурной организации:

· Одноуровневые;

· Многоуровневые.

Требования к ИВС :

· Минимизация трудовых и стоимостных затрат, реализуемость;

· Информационная, техническая и программная совместимость;

· Защита информации от несанкционированного доступа;

· Связь через терминалы рабочих мест с общей распределенной базой данных;

· Гибкость (возможность модернизации).

3.3. ЭВМ - основа информационно-вычислительных систем ИС

Классификация ЭВМ:

1. По этапам создания и элементной базе:

· 1-е поколение 50-е годы – ЭВМ на лампах;

· 2-е поколение 60-е годы – ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах;

· 3-е поколение 70-е годы – ЭВМ на ИС малой и средней интеграции;

· 4-е поколение 80-90-е годы – ЭВМ на БИС;

· 5-е поколение настоящее время – ЭВМ на СБИС (СверхБИС);

· 6-е поколение будущего – оптические (?) и нейросетевые компьютеры.

2. По принципу действия:

· Аналоговые;

· Цифровые;

· Гибридные.

3. По размеру и вычислительной мощности (по функциональным возможностям):

· Сверхбольшие (суперЭВМ);

· Большие ЭВМ (мэйнфреймы);

· Малые ЭВМ;

· Микро ЭВМ – Персональные компьютеры (ПК).

 

3.4. Основные характеристики ЭВМ для ИС

Основные характеристики, определяющие функциональные возможности ЭВМ:

1. Быстродействие (определяется MIPS – млн. операций в секунду над числами с фиксированной запятой или FLOPS – операций в секунду над числами с плавающей точкой или частотой процессора в МГц);

2. Разрядность чисел;

3. Номенклатура, емкость и быстродействие всех ЗУ (кэш, ОП, ДП);

4. Характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;

5. Многопользовательский и многопрограммный режим;

6. Внутримашинный интерфейс;

7. Операционная система;

8. Программная совместимость;

9. Система и структура машинных команд;

10. Возможность подключения к каналам связи и сети;

11. Эксплуатационная надежность;

12. Коэффициент полезного использования времени.

Различают классы компьютеров по вычислительной мощности и по использованию. Серверы – многопользовательские компьютеры для вычислительных сетей. Серверы относят к микрокомпьютерам, но по параметрам суперсерверы достигают параметров миникомпьютеров и даже мэйнфреймов.

 

Сравнительные параметры классов современных компьютеров:

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

ПАРАМЕТРЫ СуперЭВМ Мэйнфреймы Малые ЭВМ ПК

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

Производительность, MIPS до 1000000 до 10000 до 1000 до 1000

Емкость ОЗУ, Мбайт до 100000 до 10000 до 2048 до 512

Емкость ВЗУ, Гбайт до 50000 до 10000 до 500 до 120

Разрядность, бит до 256 до 128 до 128 до 64

------------------------------------------------------------------------------------------------------

В последнее время получили развитие кластеры ЭВМ – системы вычислительных узлов, обеспечивающие высокие значения параметров системы при минимальных размерах и потребляемой мощьности. Например, фирма Orion Multisystems создала кластер, состоящий из 96 узлов с суммарной производительностью 0,15 Тфлопс, ОЗУ 192 Гбайт, дисковый массив емкостью до 9,6 Тбайт, потребляющий 1,5 кВт, устанавливаемый под столом.

Для сравнения, СуперЭВМ Sandia фирмы IBM имеет производительность 1,4 Тфлопс, ОЗУ 573 Гбайт, но занимает площадь 160 квадратных метров и весит 45 тонн.

Персональные компьютеры

ПК в настоящее время имеют характеристики в диапазоне от микроЭВМ до мэйнфреймов. До 2002 года действовали международные сертификационные стандарты на ПК:

· Массовые ПК,

· Деловые (офисные) ПК;

· Развлекательные ПК;

· Рабочие станции.

Сейчас у нас иногда производят разделение на школьные, студенческие, деловые, научные, домашние, мощные игровые ПК и графические станции. Однако в последнее время в связи с ростом всех параметров ПК и снижением их цены такое деление практически потеряло смысл.

 

 

3.5. Периферийные устройства для ИС

 

1. Устройства ввода информации:

· Клавиатура + мышь;

· Сканеры (ручные, планшетные, барабанные);

· Графические планшеты (дигитайзеры);

· Цифровые фотокамеры.

2. Устройства вывода информации:

· Мониторы на ЭЛТ;

· Жидкокристаллические мониторы;

· Матричные принтеры (9 и 24 иголок);

· Лазерные принтеры (от 600 до 1800 точек на дюйм), цветные;

· Светодиодные принтеры (до 600 точек на дюйм);

· Струйные принтеры (до 600 точек на дюйм), цветные;

· Плоттеры.

3. Устройства хранения информации:

· Стримеры – накопители на магнитных лентах (НМЛ);

· Накопители на съемных магнитных дисках (до 250 Гбайт);

· Магнотооптичекие устройства;

· Флэш-диски (до 1 Гбайт).

4. Устройства обмена информацией: модемы (модулятор и демодулятор).

Основные характеристики модемов:

· Производительность;

· Протоколы связи и коррекции ошибок;

· Шинный интерфейс.