Компьютерные системы и сети эвм

Вычислительные машины, системы и сети

Вычислительные машины, системы и сети — это набор технического оборудования и программных средств, которые предназначены для информационного обслуживания специалистов и технических объектов.

Введение

Электронно-вычислительная машина (ЭВМ) — это комплекс технического оборудования и программных средств, предназначенных для осуществления автоматизированной подготовки и разрешения пользовательских проблем и задач. Данный комплекс включает в свой состав аппаратное, программное и информационное обеспечение.

Аппаратное обеспечение – это различные модули, которые образуют архитектурную организацию компьютера. Все компоненты, входящие в состав компьютера, подразделяются на внутренние и внешние устройства.

Программное обеспечение — это набор всех программ, который хранится во всех модулях постоянной памяти компьютера.

Информационное обеспечение состоит из определённой совокупности задач по переработке, сохранению и трансляции информации, решаемых при помощи компьютерного оборудования.

Вычислительные машины, системы и сети

Электронная система — это любой набор электронных устройств, выполняющих обработку информации.

Основными характеристиками, определяющими качество электронных вычислительных машин, являются следующие параметры:

• Быстродействие — количество команд, исполняемых ЭВМ за одну секунду.
• Производительность — объём работ, которые осуществляет ЭВМ за единицу времени, как правило, в секунду.
• Ёмкость памяти — число информационных структурных единиц, которые способны одновременно располагаться в памяти. Самой маленькой структурной единицей считается бит. Обычно ёмкость памяти оценивается в Мегабайтах или Гигабайтах. Ёмкость оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и внешних запоминающих устройств (ВЗУ) обычно оценивается отдельно.
• Надёжность — способность ЭВМ при заданных условиях осуществлять необходимый функциональный набор в определённый временной период.
• Точность — способность отличать почти одинаковые величины. Точность формирования итоговых результатов работы, как правило, задаётся разрядностью компьютера.
• Достоверность — свойство правильного восприятия и воспроизведения информации. Достоверность определяется вероятностью формирования безошибочных итогов.
• Гибкость — способность системы осуществлять перенастройку для решения разных задач.
• Избыточность — степень соотношения сложности решаемой задачи с системными возможностями.

Вычислительная система представляет собой частный случай электронной системы, предназначенной для обработки входных сигналов и трансляции выходных сигналов (информационных данных). В качестве входных и выходных сигналов могут использоваться как аналоговые, так и цифровые закодированные последовательности информационных данных. В состав вычислительной системы входят модули, предназначенные для хранения и пересылки сигналов данных. Ниже изображена структурная схема электронной вычислительной системы.

Рисунок 1. Структурная схема электронной вычислительной системы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Вычислительные системы могут быть реализованы с программируемой или с фиксированной логической структурной организацией. Системы, обладающие фиксированной или «жёсткой логикой», характеризуются тем обстоятельством, что у них принципы функционирования и хранения информации непосредственно зависят от её схемного построения. Это означает, что практически любая система, выполненная по принципу «жёсткой логики», всегда является специализированной, предназначенной для узкого проблемного класса решаемых задач.

Программируемая или универсальная система является вычислительной системой, способной адаптироваться к любой категории задач. Её можно перенастраивать под разные алгоритмы работы без коррекций аппаратного обеспечения. Назначение различных алгоритмов функционирования системы осуществляется путём задания новых управляющих информационных данных. Основным преимуществом данных систем является возможность задания разных типов разрешаемых задач без коррекции их схемотехнической организации.

Стандартная версия вычислительной системы включает в свой состав следующие компоненты:

1. Модуль процессора.
2. Блоки память, состоящие из оперативной и постоянной памяти (ОЗУ и ПЗУ).
3. Устройство ввода и вывода данных, предназначенное для информационного обмена с внешними устройствами.

Все компоненты вычислительной системы имеют возможность информационного обмена при помощи общей шины, именуемой каналом связи или системной магистралью. На рисунке ниже изображена структурная схема вычислительной системы:

Рисунок 2. Структурная схема вычислительной системы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Системная магистраль включает в свой состав следующий набор шин, представляющих более низкие уровни:

Гибкость функционирования вычислительной системы достигается за счёт того, что весь операционный набор задаётся программным обеспечением. Кроме того, гибкости в работе способствует организация обмена информацией по системной магистрали. Практически любая вычислительная система способна действовать в следующих режимах обмена информацией по системной магистрали:

• Информационный обмен в программном режиме.
• Информационный обмен по прерыванию программы.
• Информационный обмен в режиме прямого доступа к памяти.

Для реализации режима распределённой обработки информационных данных, были реализованы многомашинные вычислительные системы, которые предназначены для следующих направлений:

1. Многомашинные вычислительные системы, объединяющие в своём составе несколько ЭВМ, связанных специализированными средствами коммуникаций. Эти комплексы в свою очередь могут быть локальными или дистанционными. В локальных комплексах все ЭВМ располагаются в одном здании или помещении. В дистанционных комплексах все машины расположены на значительных удалениях от центральной ЭВМ и связь между ними обеспечивается использованием различных каналов связи.
2. Полноформатная вычислительная сеть, объединяющая значительное количество различного компьютерного оборудования, которое подсоединено к коммуникационным линиям связи.

Источник

Де10. Локальные и глобальные сети эвм Лекция 10.1. Программные и аппаратные компоненты компьютерных сетей

Компьютерной сетью называется объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и др. задач.

Простейшим видом сети является одно — ранговая сеть, обеспечивающая связь ПК конечных пользователей и позволяющая совместно использовать дисководы, принтеры, файлы.

Более развитые сети включают специальные выделенные компьютеры-серверы. Сервер – ЭВМ, выполняющая в сети особые функции обслуживания остальных компьютеров, которые называются рабочими станциями. Есть серверы файловые, коммуникационные, серверы для проведения математических расчетов, серверы баз данных.

10.1.2 Классификация сетей

Компьютерные сети можно классифицировать по ряду признаков, в том числе по степени территориальной распределенности. При этом различают: глобальные, региональные и локальные сети.

Глобальные сети объединяют пользователей по всему миру и часто используют спутниковые каналы связи. В этих сетях осуществляется формирование единого научного, экономического, социального и культурно информационного пространства. При этом соединяются узлы связи и ЭВМ, находящиеся на расстоянии10-15 тыс. км друг от друга.

Региональные сети объединяют пользователей города, области и маленькой страны. Расстояние между узлами сети составляют 10-1000км.

Локальные сети ЭВМ связывают абонентов одного или близлежащих зданий одного предприятия, учреждения (обычно 10-100 компьютеров). Особенностью ЛВС является наличие одного высокоскоростного канала связи для передачи информации в цифровом виде. На больших расстояниях такой тип передачи неприемлем из-за неизбежного затухания высокочастотного сигнала. Существуют проводные и беспроводные (радио) каналы. Расстояния в ЛВС между ЭВМ небольшие – до 10км, а в радио канале – до 20км.

Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:

• обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;

• обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

Так, например, все участники локальной сети могут совместно использовать одно общее устройство печати (сетевой принтер) или, например, ресурсы жестких дис­ков одного выделенного компьютера (файлового сервера). Это же относится и к программному, и к информационному обеспечению. Если в сети имеется специ­альный компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети, он называется файловым сервером. Компьютерные сети, в которых нет выделенного сервера, а все локальные компьютеры могут общаться друг с другом на «равных правах» (обычно это небольшие сети), называются одноранговыми.

10.1.3. Сетевое программное обеспечение

Для реализации услуг в сети и доступа пользователей к услугам разрабатываются программное обеспечение. В настоящее время получили распространение 2 основные концепции такого программного обеспечения.

В первой концепции сетевое программное обеспечение ориентированно на предоставление пользователям некоторого общедоступного главного компьютера сети, называемого файловым сервером. Основным ресурсом такого сервера являются файлы. Это могут быть файлы, содержащие программные модули или данные. Сетевые программные средства, управляющие ресурсами файлового сервера и предоставляющие к ним доступ пользователям сети, называются сетевой операционной системой. Ее основная часть размещается на файловом сервере, на рабочих страницах устанавливается только небольшая оболочка, выполняющая функции интерфейса между программами, обращающимися за ресурсами, и файловым сервером.

Во второй концепции — популярной и чрезвычайно перспективной, называемой архитектурой «клиент-сервер», программное обеспечение ориентированно не только на коллективное использование ресурсов, но и на их обработку в месте размещения ресурсов по запросам пользователя. Программные системы архитектуры «клиент-сервер» состоят из 2 частей: программное обеспечение сервера и программное обеспечение пользователя-клиента. При этом в функции клиента входит:

• Предоставление пользовательского интерфейса, ориентированного на определенные производственные обязанности и полномочия пользователя;
• Формирование запросов к серверу;
• Анализ ответов сервера на запросы и предъявление их пользователю.

Источник