В настоящее время производится большое количество типов локальных вычислительных сетей и программного обеспечения к ним. Приведем основные характеристики наиболее часто используемых топологий сетей (Табл. 3.1).
При протоколе Ethernet одновременно «слушают» сеть все компьютеры. Если один из компьютеров вышел в сеть с сообщением, то сообщение принимает тот компьютер, кому адресовано сообщение, при этом другие компьютеры сообщения не передают, а ожидают освобождения сети для передачи информации. Если одновременно вышли с сообщениями два и более компьютеров (эта ситуация называется коллизией), то они сообщения не передают и повторную попытку передать сообщение осуществляют через промежуток времени, определяемый случайным образом. При этом один из компьютеров окажется первым, он и передаст свое сообщение первым.
Таблица 3.1
Основные характеристики локальных вычислительных сетей
Сеть, (протокол обмена информацией) | Топология | Вид кабеля | Примечание |
Ethernet (с 1970 г.) | Шинная, звездообразна я | Витая пара, коаксиальный кабель, оптическое волокно | 60% всех сетей (1993 г., сейчас еще больше) Примеры: Ethernet – 10 Fast Ethernet – 10 Gigabit Ethernet-1000 (цифры соотв. пропускной способности в Мб/с) |
Token Ring (сеть с передачей маркера) с 1970 г. | Кольцевая | Витая пара | 4-16 Мбит/с |
Local talk До 32 узлов, дальность-300 м До 230 кбит/с Для ЛВС с 1980 г. | Шинная | Витая пара | в РФ применяется редко |
FDDI Первая сеть для передачи данных по оптоволокну 1980 г. | Кольцевая, до 100 км по периметру кольца | Оптическое волокно | Перспективный вид сети: 100 Мбит/с и более |
При протоколе Token Ring по кольцевой сети распространяется как паровозик по рельсам специальный сигнал, называемый «маркер». При поступлении маркера на некий компьютер, последний может отправить сообщение. Сообщение состоит из двух частей. Первая часть содержит адрес компьютера-получателя сообщения (номер его в сети), а вторая часть – собственно сообщение. Такой «паровозик с вагончиком» передается в следующий компьютер, где определяется ему или нет принадлежит поступившая информация. Если ему, то эта информация считывается и сообщение передается к следующему компьютеру, пока не достигнет того, который его отправил. После этого компьютер передает маркер следующему компьютеру. Если у вновь получившего маркер компьютера есть сообщение, он его отправляет, если нет, то маркер передается следующему компьютеру, и т.д.
Свои особенности (протоколы) обмена информацией между компьютерами есть у других типов сети.
С удаленными пользователями связь может осуществляться по следующим каналам:
1. Выделенные или коммутируемые телефонные линии.
2. Специальная кабельная линия.
3. Радиосвязь.
4. Спутниковые каналы.
Журнал «Банковские технологии», №5 за 1995 г. опубликовал результаты опроса 200 администраторов локальных сетей о типах используемых каналов связи.
Результаты опроса следующие:
Коммутируемые телефонные линии – 58%.
Выделенные линии – 26%.
Специальные линии – 8%.
Радиосвязь – 4%.
Спутниковые каналы – 4%.
Много ли компьютеров объединено в сети и каковы темпы их прироста?
Чтобы ответить на этот вопрос обратимся к статистике по США.
В 1991 г. всего компьютеров – 35 млн. шт., из них объединены в сети– 16 млн. шт.
В 1995 г. всего компьютеров – 65 млн. шт., из них объединены в сети–50 млн. шт. На 1997 г. компания «Peripheral Strategies» сделала прогноз, что более 90% всех персональных компьютеров будут объединены в сети. Судя по темпам подключения компьютеров к сетям, этот прогноз сбылся. К одной только сети Интернет ежегодно подключается столько компьютеров, что общее их количество удваивается.
Поскольку сеть значительно более сложна в организации работы по сравнению с отельным ПК, то и сбои в ней происходят чаще. Основные причины сбоев в работе сети по данным 100 администраторов сетей, собранным в 1995 г. фирмой «Ай Ти» (IT), следующие^
1. Отказ кабельной системы – 39%.
2. Перебои электроснабжения – 23%.
3. Сбои программного обеспечения – 16%.
4. Сбои серверов и рабочих станций – 14%.
5. Прочие причины - 8%
Очевидно, что основным фактором, определяющим выбор архитектуры и конфигурации ПК, является предполагаемый круг решаемых задач. Исходя из этого, определяют наименование программ, которые нужно загрузить в ПК, и тип компьютера, на котором эти программы могут быть успешно решены. При выборе конфигурации ПК следует учесть возможность развития вычислительной системы для новых задач, которые вполне могут появиться в недалеком будущем, а также имеющиеся финансовые ресурсы.
При выборе ПК следует руководствоваться также требованиями к его габаритам и весу.
Следующим важным фактором, определяющим выбор ПК, является его надежность или вероятность безотказной работы. Надежность компьютера определяют качество сборки отдельных узлов компьютера и применяемая при сборке элементная база.
Качество сборки оборудования зависит от того, какая фирма эту сборку осуществляет. В восьмидесятые и девяностые годы прошлого столетия в зависимости от того, в какой части света собраны основные узлы компьютера, различали следующие варианты сборки:
«Белая сборка» – термин применим для ПК, собранных в США, Западной Европе, Японии. «Желтая сборка» – для ПК из Юго-Восточной Азии..«Красная сборка» – из стран СНГ; «Черная сборка» – из СНГ и Индии.
При этом опыт эксплуатации компьютеров показал, что надежность их снижалась от «белой» сборки к «черной». Это правило со временем выполнялось все менее и менее, так как производство радиодеталей и самих компьютеров все более передавалось в страны Юго-Восточной Азии, которые все более накапливали положительный опыт работы. Поэтому приведенная терминология в последнее время не используется.
Аналогично качество радиоэлементов зависит от того, кто их производит.
Предпоследнее замечание: при выборе, казалось бы, не очень важных узлов компьютера, таких как клавиатура, мышь, коврик для мыши и др., не следует отдавать предпочтение самым дешевым моделям. От них, как показывает опыт, сильно зависит производительность и качество работы.
Последний, но отнюдь не самый второстепенный фактор – цена ПК, которую может оплатить покупатель.
ТЕМА 4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭИС
Под программным обеспечением ЭИС понимается совокупность программ, процедур и правил, совместно с их описывающей документацией, позволяющих использовать средства вычислительной техники для решения задач ЭИС.
4.1. История развития программного обеспечения
Первые компьютеры или, как их тогда называли – ЭВМ, имели огромные по сравнению с нынешними ПК размеры, но низкие технические характеристики: быстродействие, размер ОЗУ и других носителей информации. Поэтому на программы отводилось очень мало места и они «писались» в так называемых «машинных кодах».
Известно, что ЭВМ работает исключительно с цифрами. Все буквенные обозначения возможны исключительно благодаря тому, что имеют цифровой код. А для того, чтобы работать с цифрами, нужны элементы, имеющие столько устойчивых состояний, сколько цифр используется в применяемой системе счисления. В нашей повседневной жизни - в печати, научной работе и т.д. - используется десятичная система счисления. В ней каждый разряд имеет 10 значений - от 0 до 9. Если бы такую систему использовали ЭВМ, то пришлось бы разрабатывать элементы, имеющие десять отличающихся друг от друга устойчивых состояний. Технически это чрезвычайно сложно. Поэтому машины работают в двоичной системе счисления, т.к. она требует элементы лишь с двумя устойчивыми состояниями: 0 и 1. Этим обусловлено то, что машинный код Первые программы, написанные в машинных кодах, содержали повторяющиеся процедуры. Чтобы их не «придумывать» каждый раз заново на вычислительных центрах стали создавать так называемые «библиотеки стандартных программ». Пользование библиотекой стандартных программ значительно сокращало время написания программ.
Существенным недостатком программирования того времени было то, что занимались им лишь профессионалы, хорошо знающие работу ЭВМ и «машинные коды». Для того, чтобы упростить процесс программирования и расширить круг лиц, могущих писать программы для ЭВМ, стали создавать алгоритмические языки, которые позволяли писать программы в форме, близкой к обычной форме записи задач в буквенном и цифровом (в десятичной системе исчисления) выражении. Но чтобы ЭВМ понимала эту запись, еѐ нужно было преобразовать в машинные коды. Для этого создавали специальные программы-переводчики, которые называли трансляторами.