Состав технического обеспечения ИТ и ИС управления

Техническая основа ИТ и ИС управления представлена совокупностью взаимосвязанных единым управлением автономных технических средств сбора, накопления, обработки, передачи, вывода и представления информации, средств обработки документов и оргтехники, а также средств связи для осуществления информационного обмена между различными техническими средствами.

Достижение эффективной работы ИС предполагает выполнение некоторого набора требований, предъявляемых к комплексу технических средств (КТС), основными из которых являются следующие:

§ минимизация трудовых и стоимостных затрат на решение всего комплекса задач системы;

§ реализация интегрированной обработки информации за счет информационной, технической и программной совместимости различных технических устройств;

§ обеспечение пользователей связью через терминальные устройства с распределенной базой данных;

§ высокая надежность;

§ наличие защиты информации от несанкционированного доступа;

§ реализуемость КТС, т.е. возможность его создания за счет типовых средств, выпускаемых отечественной промышленностью;

§ гибкость структуры КТС, т.е. перспектива включения в его состав новых, более совершенных технических средств по мере освоения их промышленностью;

§ минимизация капитальных затрат на приобретение КТС и их текущую эксплуатацию.

Главным элементом комплекса технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения управленческих задач, является электронная вычислительная машина, или компьютер.

По размерам и функциональным возможностям применяемые в управленческой деятельности компьютеры подразделяются на сверхбольшие (мэйнфреймы), большие, малые, сверхмалые (микрокомпьютеры).

Функциональные возможности современных компьютеров отличают:

• быстродействие, измеряемое усредненным количеством операций, выполняемых машиной за единицу времени;
• разрядность и формы представления чисел, с которыми оперирует вычислительная система; номенклатура, емкость и быстродействие всех запоминающих устройств;
• номенклатура и технико-экономические характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;
• типы и пропускная способность устройств связи и сопряжения узлов компьютера между собой (внутримашинного интерфейса);
• способность компьютера одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять при этом несколько программ (многопрограммность);
• типы и технико-эксплуатационные характеристики операционных систем, используемых в машине;
• наличие и функциональные возможности программного обеспечения;
• способность выполнять программы, написанные для других типов машин (программная совместимость с другими компьютерами);
• система и структура машинных команд:
• возможность подключения к каналам связи и к вычислительной сети;
• эксплуатационная надежность компьютеров;
• коэффициент полезного использования компьютеров во времени, определяемый соотношением времени полезной работы и времени профилактики.

По данным экспертов, на мэйнфреймах сейчас находится около 70% компьютерной информации.

Малые компьютеры – надежные, недорогие и удобные в эксплуатации, обладающие несколько более низкими по сравнению с мэйнфреймами возможностями машины.

Мини-компьютеры (и наиболее мощные из них супермини) обладают следующими характеристиками:

• производительность — до 100 MIPS;

• емкость основной памяти — 4—512 Мбайт:

• емкость дисковой памяти — 2—100 Гбайт;

• число поддерживаемых пользователей — 16—512.

Персональный компьютер удовлетворяет требованиям общедоступности и универсальности применения и имеет следующие характеристики:

• малую стоимость, находящуюся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

• автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;

• гибкость архитектуры, обеспечивающую ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

• «дружественность» операционной системы и прочего программного обеспечения, обусловливающую возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подготовки;

• высокую надежность работы (более 5000 ч. наработки на отказ).

В начале 2000 г. мировой парк компьютеров составлял примерно 250 млн. шт., из них около 90% — это персональные компьютеры, в частности, профессиональных ПК типа IBM PC насчитывалось более 100 млн. шт. (около 75% всех ПК); профессиональных ПК типа DEC — около 5 млн. шт.

Самыми распространенными моделями компьютеров в настоящее время являются компьютеры с микропроцессорами Pentium и Pentium Pro. Особую интенсивно развивающуюся группу компьютеров образуют многопользовательские, применяемые в вычислительных сетях серверы.

Классификация компьютеров
По классу выполняемых задач	Универсальные, специализированные
По способу внутреннего представления данных	Аналоговые вычислительные машины (ВМ), цифровые ВМ, гибридные ВМ
В зависимости от системы исчисления	Двоичные, троичные, десятичные
По назначению	Настольные	Сервер, рабочая станция, персональная ВМ, домашняя ВМ, игровая приставка
Интернет-компьютеры	Нетбук, Интернет-планшет, планшетный нетбук, неттоп
Другие	Консольный компьютер
По размеру	Суперкомпьютер	персональный суперкомпьютер с графическим процессором, мэйнфрейм
Малый, мобильный	Микрокомпьютер, ноутбук, мобильное Интернет-устройство, карманный ПК субноутбук (нетбук, смартбук), планшетный компьютер, электронная книга, смартфон, Handheld PC, тонкий ПК, Ultra-Mobile PC (UMPC), портативная игровая система, терминал (мобильный терминал), носимый компьютер, электронный переводчик, калькулятор
Другие		Умная пыль, нанокомпьютер

Суперкомпью́тер (англ. supercomputer, СуперЭВМ) — вычислительная машина, значительно превосходящая по своим техническим параметрам большинство существующих компьютеров. Как правило, современные суперкомпьютеры представляют собой большое число высокопроизводительных серверных компьютеров, соединённых друг с другом локальной высокоскоростной магистралью для достижения максимальной производительности в рамках подхода распараллеливания вычислительной задачи.

В настоящее время суперкомпьютерами принято называть компьютеры с огромной вычислительной мощностью («числодробилки» или «числогрызы»). Такие машины используются для работы с приложениями, требующими наиболее интенсивных вычислений (например, прогнозирование погодно-климатических условий, моделирование ядерных испытаний и т. п.), что в том числе отличает их от серверов и мэйнфреймов (англ. mainframe). Иногда суперкомпьютеры используются для работы с одним-единственным приложением, использующим всю память и все процессоры системы; в других случаях они обеспечивают выполнение большого числа разнообразных приложений.

Мейнфре́йм (также мэйнфрейм, от англ. mainframe) — компьютер с высокой общей производительностью, призванный решать типовые задачи (например, обслуживание больших баз данных или одновременная работа с множеством пользователей).

Данный термин имеет три основных значения.

1. Большая универсальная ЭВМ — высокопроизводительный компьютер со значительным объёмом оперативной и внешней памяти, предназначенный для организации централизованных хранилищ данных большой ёмкости и выполнения интенсивных вычислительных работ.
2. Компьютер c архитектурой IBM System/360, 370, 390, zSeries.
3. Наиболее мощный компьютер (например удовлетворяющий признакам значения (1)), используемый в качестве главного или центрального компьютера (например, в качестве главного сервера).

Особенности и характеристики современных мейнфреймов

• Среднее время наработки на отказ. Время наработки на отказ современных мейнфреймов оценивается в 12–15 лет. Надёжность мейнфреймов — это результат их почти 60-летнего совершенствования. Группа разработки VM/ESA затратила двадцать лет на удаление ошибок из операционной системы, и в результате была создана система, которую можно использовать в самых ответственных случаях.

• Повышенная устойчивость систем. Мейнфреймы могут изолировать и исправлять большинство аппаратных и программных ошибок за счёт использования следующих принципов:
• Дублирование: два резервных процессора, резервные модули памяти, альтернативные пути доступа к периферийным устройствам.
• Горячая замена всех элементов вплоть до каналов, плат памяти и центральных процессоров.

• Целостность данных. В мейнфреймах используется память с коррекцией ошибок. Ошибки не приводят к разрушению данных в памяти, или данных, ожидающих вывода на внешние устройства. Дисковые подсистемы построенные на основе RAID-массивов с горячей заменой и встроенных средств резервного копирования защищают от потерь данных.

• Рабочая нагрузка. Рабочая нагрузка мейнфреймов может составлять 80–95 % от их пиковой производительности. Операционная система мейнфрейма будет тянуть всё сразу, причём все приложения будут тесно сотрудничать и использовать общие куски ПО.

• Пропускная способность. Подсистемы ввода-вывода мейнфреймов разработаны так, чтобы работать в среде с высочайшей рабочей нагрузкой на ввод-вывод данных.

• Масштабирование. Масштабирование мейнфреймов может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Вертикальное масштабирование обеспечивается линейкой процессоров с производительностью от 5 до 200 MIPS и наращиванием до 12 центральных процессоров в одном компьютере. Горизонтальное масштабирование реализуется объединением ЭВМ в Sysplex (Sys tem Com plex) — многомашинный кластер, выглядящий с точки зрения пользователя единым компьютером. Всего в Sysplex можно объединить до 32 машин. Географически распределённый Sysplex называют GDPS. В случае использования ОС VM для совместной работы можно объединить любое количество компьютеров. Программное масштабирование — на одном мейнфрейме может быть сконфигурировано фактически бесконечное число различных серверов. Причем все серверы могут быть изолированы друг от друга так, как будто они выполняются на отдельных выделенных компьютерах и в то же время совместно использовать аппаратные и программные ресурсы и данные.

• Доступ к данным. Поскольку данные хранятся на одном сервере, прикладные программы не нуждаются в сборе исходной информации из множества источников, не требуется дополнительное дисковое пространство для их временного хранения, не возникают сомнения в их актуальности. Требуется небольшое количество физических серверов и значительно более простое программное обеспечение. Всё это, в совокупности, ведёт к повышению скорости и эффективности обработки.

• Защита. Встроенные в аппаратуру возможности защиты, такие как криптографические устройства, и Logical Partition, и средства защиты операционных систем, дополненные программными продуктами RACF или VM:SECURE, обеспечивают надёжную защиту.

• Пользовательский интерфейс. Пользовательский интерфейс у мейнфреймов всегда оставался наиболее слабым местом. Сейчас же стало возможно для прикладных программ мейнфреймов в кратчайшие сроки и при минимальных затратах обеспечить современный веб-интерфейс.

• Сохранение инвестиций — использование данных и существующих прикладных программ не влечёт дополнительных расходов по приобретению нового программного обеспечения для другой платформы, переучиванию персонала, переноса данных и тд.

 

Серверы обычно относят к микроЭВМ, но по своим характеристикам мощные серверы скорее можно отнести к малым ЭВМ и даже к мэйнфреймам, а суперсерверы приближаются к суперЭВМ.

Сервер — выделенный для обработки запросов от всех станций вычислительной сети компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам (вычислительным мощностям базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и др.) и распределяющий эти ресурсы. Такой универсальный сервер часто называют сервером приложений.

Серверы в сети часто специализируются. Специализированные серверы используются для устранения наиболее узких мест в работе сети: создание и управление базами данных и архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты управление многопользовательскими терминалами (принтеры, плоттеры) и др.

Файл-сервер (File Server) используется для работы с файлами данных, имеет объемные дисковые запоминающие устройства, часто на отказоустойчивых дисковых массивах КАЮ емкостью до 1 Тбайта.

Архивационный сервер (сервер резервного копирования) служит для. резервного копирования информации в крупных многосерверных сетях, использует накопители на магнитной ленте (стриммеры) со сменными картриджами емкостью до 5 Гбайт; обычно выполняя ежедневное автоматическое архивирование со сжатием информации от серверов и рабочих станций по сценарию, заданному администратором сети (естественно, с составлением каталога архива).

Факс-сервер (Net SatisFaxion) — выделенная рабочая станция для организации эффективной многоадресной факсимильной связи с несколькими факсмодемными платами, со специальной зашитой информации от несанкционированного доступа в процессе передачи с системой хранения электронных факсов.

Почтовый сервер (Mail Server) -- то же, что и факс-сервер, но для организации электронной почты, с электронными почтовыми ящиками.

Сервер печати (Print Server, Net Port) предназначен для эффективного использования системных принтеров.

Сервер телеконференций имеет систему автоматической обработки видеоизображений и др.

Быстроразвивающийся подкласс персональных компьютеров портативные компьютеры (notebook, laptop).

Большинство портативных компьютеров имеет автономное питание от аккумуляторов, но может подключаться и к сети.

Характеристики портативных компьютеров аналогичны характеристикам стационарных ПК (рабочих станций):

· мощные микропроцессоры, часто типа RISC, с тактовой частотой до 300 МГц;

· оперативная память емкостью до 64 Мбайт;

· гигабайтные дисковые накопители;

· быстродействующие интерфейсы;

· мощные видеоадаптеры с видеопамятью до 4 Мбайт.

По существу это обычные рабочие станции, питающиеся от сети, но конструктивно оформленные в корпусе, удобном для переноса, и имеющие, как и все переносные ПК, плоский жидкокристаллический видеомонитор класса не выше VGA. Портативные компьютеры Nomadic, обычно, имеют модемы и могут оперативно подключаться к каналам связи для работы в вычислительной сети.

Наиболее перспективные, создаваемые на основе персональных ЭВМ, территориально распределенные многомашинные вычислительные системы — вычислительные сети. Они ориентируются не только на вычислительную обработку информации, сколько на коммуникационные информационные услуги: электронную почту, системы телеконференций и информационно-справочные системы.

В сети Internet реализован принцип гипертекста, согласно которому абонент, выбирая встречающиеся в читаемом тексте ключевые слова, может получить необходимые дополнительные пояснения и материалы. При разработке и создании современных ПК существенный и устойчивый приоритет в последние годы имеют сверхмощные компьютеры — суперкомпьютеры, а также миниатюрные и сверхминиатюрные ПК. Ведутся исследовательские работы по созданию компьютеров 6-го поколения, базирующихся на распределенной нейронной архитектуре нейрокомпьютеров.

Широкое внедрение средств мультимедиа, в первую очередь аудио- и видеосредств ввода и вывода информации, позволит общаться с компьютером на естественном языке.