Информационные технологии. 2-е издание. Учебное пособие - Алексей Денисов

• доступная потребителю информация об аппаратном обеспечении, операционных системах, программном обеспечении носит общий характер. Структура аппаратных средств, на базе которых работают программные системы, стала настолько сложной, что эксперты в одной области редко являются таковыми в другой.

Выбор той или иной платформы и конфигурации определяется рядом критериев. К ним относятся:

1. Отношение стоимость-производительность.

2. Надежность и отказоустойчивость.

3. Масштабируемость.

4. Совместимость и мобильность программного обеспечения.

Отношение стоимость-производительность. Появление любого нового направления в вычислительной технике определяется требованиями компьютерного рынка. Поэтому у разработчиков компьютеров нет одной единственной цели. Мейнфрейм или суперкомпьютер стоят дорого, т. к. для достижения поставленных целей при проектировании высокопроизводительных конструкций приходится игнорировать стоимостные характеристики. Другим крайним примером может служить низкостоимостная конструкция, где производительность принесена в жертву для достижения низкой стоимости. К этому направлению относятся персональные компьютеры. Между этими двумя крайними направлениями находятся конструкции, основанные на отношении стоимость-производительность, в которых разработчики находят баланс между стоимостными параметрами и производительностью. Типичными примерами такого рода компьютеров являются мини-компьютеры и рабочие станции.

Надежность и отказоустойчивость. Важнейшей характеристикой аппаратной платформы является надежность. Повышение надежности основано на принципе предотвращения неисправностей путем снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, снижения уровня помех, облегченных режимов работы схем, обеспечение тепловых режимов их работы, а также за счет совершенствования методов сборки аппаратной части персонального компьютера.

Введение отказоустойчивости требует избыточного аппаратного и программного обеспечения. Структура многопроцессорных и многомашинных систем приспособлена к автоматической реконфигурации и обеспечивает возможность продолжения работы системы после возникновения неисправностей. Понятие надежности включает не только аппаратные средства, но и программное обеспечение. Главной целью повышения надежности систем является целостность хранимых в них данных.

Мейнфрейм – это электронно-вычислительная машина, относящаяся к классу больших ЭВМ с высокой производительностью, поддерживающая многопользовательский режим работы для решения специализированных задач.

Отказоустойчивость – это свойство вычислительной системы, которое обеспечивает возможность продолжения действий, заданных программой, после возникновения неисправностей.

Масштабируемость должна обеспечиваться архитектурой и конструкцией компьютера, а также соответствующими средствами программного обеспечения.

Добавление каждого нового процессора в действительно масштабируемой системе должно давать прогнозируемое увеличение производительности и пропускной способности при приемлемых затратах. В действительности реальное увеличение производительности трудно оценить заранее, поскольку оно в значительной степени зависит от динамики поведения прикладных задач.

Возможность масштабирования системы определяется не только архитектурой аппаратных средств, но и зависит от заложенных свойств программного обеспечения. Простой переход, например, на более мощный процессор может привести к перегрузке других компонентов системы. Это означает, что действительно масштабируемая система должна быть сбалансирована по всем параметрам.

Совместимость и мобильность программного обеспечения. В настоящее время одним из наиболее важных факторов, определяющих современные тенденции в развитии информационных технологий, является ориентация компаний-поставщиков компьютерного оборудования на рынок прикладных программных средств. Это объясняется прежде всего тем, что для конечного пользователя в конце концов важно программное обеспечение, позволяющее решить его задачи, а не выбор той или иной аппаратной платформы. Переход от однородных сетей программно-совместимых компьютеров к построению неоднородных сетей, включающих компьютеры разных фирм-производителей, в корне изменил и точку зрения на саму сеть: из сравнительно простого средства обмена информацией она превратилась в средство интеграции отдельных ресурсов – мощную распределенную вычислительную систему, каждый элемент которой лучше всего соответствует требованиям конкретной прикладной задачи.

Этот переход выдвинул ряд новых требований:

Во-первых, такая вычислительная среда должна позволять гибко менять количество и состав аппаратных средств и программного обеспечения в соответствии с меняющимися требованиями решаемых задач.

Во-вторых, она должна обеспечивать возможность запуска одних и тех же программных систем на различных аппаратных платформах, т. е. обеспечивать мобильность программного обеспечения.

В-третьих, эта среда должна гарантировать возможность применения одних и тех же человеко-машинных интерфейсов на всех компьютерах, входящих в неоднородную сеть.

ИЗ ГЛАВЫ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ЗАПОМНИТЬ

• Платформа – совокупность взаимодействующих между собой аппаратных средств и операционной системы, под управлением которой функционируют прикладные программы и средства для их разработки.

• Принцип «открытой архитектуры» – это степень открытости организации конфигурации ПК, которая позволяет выполнять модернизацию компьютера, включать в него дополнительные новые совместимые устройства.

• Существует два основных варианта решения проблемы совместимости компьютерных платформ: 1) аппаратные решения – это специальные платы, несущие на себе дополнительные процессор, оперативную память и видеопамять другой аппаратной платформы; 2) программные решения – это специально написанные программы-эмуляторы, позволяющие запустить программное обеспечение, разработанное для персональных компьютеров одного типа на другом ПК.

• Операционная система – совокупность программ для управления вычислительным процессом персонального компьютера или вычислительной сети.

• Развитие операционных систем будет идти по следующим направлениям: первое – современные ОС превращаются в огромный набор программ; второе – развитие объектно ориентированной технологии создания ОС; третье – развитие ОС связано с развитием аппаратной части; четвертое – разработка ОС, способных работать на всем спектре вычислительных систем.

• Прикладные решения и средства их разработки – это средства выполнения и комплекс технологических решений, используемых в качестве основы для построения определенного круга прикладных программ.

• Выбор той или иной платформы и конфигурации определяется рядом критериев. К ним относятся: отношение стоимость-производительность; надежность и отказоустойчивость; масштабируемость; совместимость и мобильность программного обеспечения.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Расставьте в правильной последовательности этапы развития операционных систем в соответствии с их основными характеристиками:

1 этап

Основные характеристики ОС:

• наличие сетевых функций, встроенных в ядро операционных систем;

• появление корпоративных операционных систем с поддержкой различных компьютерных платформ;

• наличие средств обеспечения безопасности информации;

• развитие графических интерфейсов операционных систем

2 этап

Основные характеристики ОС:

• мультипрограммный режим работы пакетной обработки;

• независимость программирования от внешних устройств;

• наличие систем, работающих в режиме реального времени

3 этап

Основные характеристики ОС:

• возможность пакетной обработки задач;

• наличие подпрограмм ввода-вывода, облегчающих процедуры ввода и вывода данных;

• наличие средств исправления ошибок

4 этап

Основные характеристики ОС:

• создание сетевых операционных систем;

• создание операционных систем для мини-компьютеров;

• появление первой открытой операционной системы UNIX

ГЛАВА 3

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

Техника дойдет до такого совершенства, что человек сможет обойтись без себя.