Компьютерные сети

     Для автоматизации каждой категории  работ в настоящее время ПЭВМ оснащены различными типами программного обеспечения.

     Программное обеспечение любого АРМ подразделяется на общее и функциональное (см. рис.1). 

     При проектировании программного обеспечения  АРМ необходимо соблюдать принцип  ориентации разрабатываемых программных  средств на

конкретного пользователя, что должно обеспечить реализацию функций, соответствующих  профессиональной ориентации АРМ.

Рис. 1.                                        

 В целом, разрабатываемое программное  обеспечение АРМ должно обладать свойствами гибкости, адаптивности, модифицируемости и настраиваемости на конкретное применение.⁵ 

Глава II.  Разработка информационных технологий. 

     Проектирование  рациональных технологических процессов  обработки данных является довольно сложной задачей. Эта сложность  обусловливается тем, что при  разработке должны учитываться многие параметры, среди которых не только чисто технические, но и параметры, учитывающие различные человеческие факторы, вопросы повышения сроков эксплуатации и использования инструментальных средств, уменьшения сроков разработки, ряд экономических соображений и т.д.  

2.1. Этапы разработки  технологических  процессов. 

     Технология  проектирования автоматизированной обработки  информации при решении любой  задачи подразделяется на четыре этапа:

1. начальный; 

2. подготовительный;

3. основной;

4. заключительный.

     Состав  и структура операций каждого  из этапов технологического процесса могут быть различными в зависимости от используемых средств ВТ, средств связи и требований к технологии преобразования информации. По своему назначению технологические операции бывают вспомогательными, основными и контрольными.

     Вторые составляют основу и относятся к операциям внутримашинной технологии обработки данных. Это операции упорядочения, корректировки, накопления и собственно обработки.

     Упорядочение - произвольно расположенные данные размещаются в определенной последовательности значений ключевых слов.

     Корректировка - процесс внесения изменений в уже сформированные файлы данных, позволяющий поддержать их в актуальном для обработки состоянии.

     Накопление - процесс периодического добавления данных в существующие файлы с целью формирования исходных данных за определенный интервал времени.

     Обработка - выполнение всех арифметических и логических операций по преобразованию исходной информации в результатную.

     Существуют  различные формы внутримашинной технологии обработки информации. Наиболее распространенными формами являются обработка данных в пакетном и диалоговом режимах.

     Иногда  автоматизированное решение задач  должно согласовываться по времени  с ходом управляемых процессов. Соответственно организация обработки  информации для этих нужд получила название технологии обработки данных в режиме реального времени. Важной характеристикой, определяющей область применения режима реального времени является скорость реакции системы управления на изменение состояний объекта управления.

     В настоящее время прослеживается тенденция к максимальному приближению информационных и программных ресурсов к пользователю. ПЭВМ, работающие в сети, имеют существенное преимущество перед АРМ, работающими в режиме разделения времени. А, главное, средства интеллектуального интерфейса обеспечивают пользователя простыми и надежными способами решения своих профессиональных задач. Основной результат - это изменение интерфейса конечного пользователя с терминалом. От метода "запоминай (состояние своих ресурсов) à проектируй (необходимую последовательность действий в терминах команд) à набирай (управляющий текст)" происходит переход к методу "смотри (на графическую модель состояния ресурсов) à выбирай (необходимое действие из иерархического меню)".

     Такой интерфейс поддерживается всеми  средствами информационной технологии - составными частями базы знаний, включающей базу данных, прикладное программное  обеспечение и опорной технологии, базирующейся на аппаратных средствах, системном и инструментальном программном обеспечении.

     Возвращаясь к вопросу об этапах разработки технологических  процессов, необходимо сказать, что  на заключительном этапе производится контроль и выпуск результатных документов.  
 

2.2. Параметры технологических  процессов. 

     Рациональное построение и оптимизация информационных технологий возможны только на основе использования параметрической модели процесса.

     Параметры - измеримые величины, характеризующие  структуру процесса и его развитие. Параметры информационных технологий отражают взаимосвязанное множество характеристик процессов. Параметры элементов системы проектирования информационной технологии взаимозависимы.

     Рассматривая  основные характеристики тех. процессов  обработки данных, используются обобщенные показатели с дальнейшей их детализацией на других уровнях анализа системы обработки данных.

     К таким параметрам относятся:

1. экономический эффект от автоматизации обработки данных (ОД);

2. капитальные затраты на средства вычислительной и организационной техники;

3. стоимость проектирования технических процессов ОД;

4. ресурсы  на проектирование и эксплуатацию  системы; 

5. срок  проектирования технологии ОД;

6. эксплуатационные  расходы; 

7. параметры  функциональных задач; 

8. параметры  вычислительной и организационной  техники;

9. стоимость  организации и эксплуатации базы  данных или файлов данных;

10. параметры  структур хранения и стоимость  хранения данных;

11. время  доступа к данным;

12. время  решения функциональных задач  пользователей; 

13. эффективность  методов контроля.

     Анализируя  выше сказанное, можно выделить три  группы параметров:    1. исходные - параметры задач, параметры ВТ, ресурсы, параметры структур хранения, и т.д.

2. промежуточные  и результатные – экономический   эффект от автоматизированной  обработки данных, эксплуатационные расходы, срок и стоимость проектирования и т.д.

     На  технологию обработки данных влияют факторы, не зависящие или слабо  зависящие от проектировщика - нерегулируемые, и факторы, на которые он может  оказать существенное влияние - регулируемые (управляемые).

     К нерегулируемым параметрам технологии можно отнести: объем входных  и выходных данных; сложность алгоритма  и объем вычислений; периодичность  и своевременность решения задач, степень использования результатов  одной задачи в других задачах; параметры жестко заданных технических средств и общесистемного программного обеспечения и т.д.

     К регулируемым параметрам технологии можно  отнести выбор характеристик  технических средств и программного обеспечения, параметры информационного  обеспечения, методы контроля и защиты данных, размещение технических средств, последовательность операций технологического процесса.

     В процессе выбора регулируемых (управляемых) параметров при проектировании технологии обработки данных хорошим подспорьем является использование методов математического моделирования. Иногда для упрощения задачи приходится рассматривать отдельные фрагменты тех. процесса, осуществляя поиск рациональных решений. Таким методом надо пользоваться очень осторожно, так как частичная оптимизация может оказать отрицательное влияние на общую оптимизацию.

     Практика  обработки данных и ряд теоретических  исследований показали целесообразность выбора некоторых значений регулируемых параметров технологии в случае принятия нерегулируемыми параметрами определенного значения.

     Например, при большом объеме входных данных с целью уменьшения затрат времени  на их обработку рекомендуется подготовку данных осуществлять на многопультовых системах подготовки данных на магнитном  носителе. При этом следует максимально  использовать программные методы контроля с точной локализацией ошибок, обнаруженных в процессах ввода и обработки информации. Это позволяет обеспечить процесс нахождения и исправления ошибок.⁶

Глава III.  Компьютерные сети 

     Развитие  средств вычислительной техники, а особенно появление персональных компьютеров привело к созданию нового типа информационных систем – компьютерных сетей.

     Компьютерные  сети подразделяются на локальные и  глобальные. Локальная сеть - объединение  компьютеров, расположенных на сравнительно небольшой территории (одного предприятия, офиса, одной комнаты).

     Глобальная  сеть может быть ограничена только размерами земного шара. Сегодня пользователь, который работает с неподключенной к сети ЭВМ, использует только 70-75% от её возможностей. 

3.1. Локальные вычислительные сети. 

     Локальные вычислительные сети или LAN (англ. Local Area Network) нашли широкое применение в  системах автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства, системах управления производством  и технологическими комплексами, в конторских системах, бортовых системах управления и т.д.

     Локальные вычислительные сети является эффективным  способом построения сложных систем управления различными производственными  подразделениями. Они интенсивно внедряются в медицину, сельское хозяйство, образование, науку и др.

     Существующие  стандарты для локальных вычислительных сетей обеспечивают связь между  компьютерами на расстоянии до 6 км.

     Основное  назначение локальных вычислительных сетей состоит в распределении  ресурсов ЭВМ: программ, совместимости периферийных устройств, терминалов, памяти.⁷ 

3.2. Глобальные компьютерные  сети 

     Для подключения к удаленным компьютерным сетям используются телефонные линии.

     Процесс передачи данных по телефонным линиям должен происходить в форме электрических колебаний - аналога звукового сигнала, в то время как в компьютере информация хранится в виде кодов. Для того чтобы передать информацию от компьютера через телефонную линию, коды должны быть преобразованы в электрические колебания. Этот процесс носит название модуляции. Для того чтобы адресат смог прочитать на своем компьютере то, что ему отправлено, электрические колебания должны быть обратно превращены в машинные коды - демодуляция. Устройство, которое осуществляет преобразование данных из цифровой формы (машинный код) в аналоговую (электрические колебания) и обратно, называется модем (сокращенно от Модулятор - Демодулятор). Компьютер в этом случае должен иметь специальную телекоммуникационную программу, которая управляет модемом, а также отправляет и получает последовательности сигналов передаваемой информации.

     Глобальная  компьютерная сеть Internet предоставила человеку удивительные возможности. Получил  распространение принципиально  новый способ общения, для которого перестало иметь значение расстояние между людьми.

     Одна  из первых версий INTERNET была разработана  в семидесятых годах Департаментом  Обороны США, чтобы дать возможность  исследовательским институтам, работавшим над особо важными для обороны  в то время проблемами, обмениваться информацией. К тому же предполагалось, что этот способ связи позволит сохранить обмен информацией между ними в случае такой мировой катастрофы, как ядерная война. В то время сеть носила название ARPAnet - по имени организации финансировавшей эти разработки. Основной операционной системой была Unix. В 80-х годах, когда персональные компьютеры начали получать все более широкое распространение в США, появились сети, связавшие между собой исследовательские центры университетов. Соединив сети, университеты получили возможность общаться между собой, подобно оборонным институтам в семидесятых годах. Однако эта новая связь имела дополнительное качество: пользователь университетской сети, находясь дома или в школе, подключаясь к сети, получал также доступ к любому месту, к которому эта сеть была подсоединена. Такая связь получила название "межсеть" (Internet), и, таким образом, появилась сеть INTERNET, которую назвали основной сетью, межсетью или сетью сетей.