С. Л. Гольдштейн А. В. Кибардин информатика для физиков часть Введение Учебное пособие

Вычислительные системы. СОД, настроенная на решение задач в конкретной области применения, называется вычислительной системой. Вычислительная система включает в себя технические средства и программное обеспечение, ориентированные на решение определенной совокупности задач. Существует два способа ориентации систем:
- вычислительная система может строиться на основе ЭВМ или ВК общего назначения, а ориентация системы осуществляется за счет программных средств – прикладных программ и, возможно, операционной системы;
- ориентация на заданный комплекс задач может достигаться за счет использования специализированных ЭВМ и ВК. Специализированные вычислительные системы наиболее широко используются при решении задач векторной и матричной алгебры, задач, связанных с решением интегральных и дифференциальных уравнений, обработкой изображений, распознаванием образов и т.д.
Вычислительные системы, построенные на основе специализированных ВК, начали интенсивно разрабатываться с конца 60-х г.г. XX в. В таких системах использовались процессоры со специализированными системами команд, а конфигурация комплексов жестко ориентировалась на конкретный класс задач. В 70-х стали разрабатываться адаптивные вычислительные системы, гибко приспосабливающиеся к решаемым задачам. Адаптация такой системы осуществляется за счет изменения конфигурации системы, в связи с этим такие системы еще называют системами с динамической структурой. За счет динамической структуры достигается высокая производительность и устойчивость к отказам.
Системы телеобработки. Уже первоначальное использование СОД для управления производством, транспортом и материально-техническим снабжением показало, что эффективность систем можно значительно повысить, если обеспечить ввод данных непосредственно с мест их появления и выдавать результаты обработки в места их использования. Для этого необходимо связать СОД и рабочие места пользователей с помощью каналов связи. Системы, предназначенные для обработки данных, передаваемых по каналам связи, называются системами телеобработки данных (рис. 1.12)



Рис.1.12

Пользователи (абоненты) взаимодействуют с системой посредством терминалов (абонентских пунктов), подключаемых через каналы связи к ЭВМ или ВК. Данные передаются по каналам связи в форме сообщений – блоков данных, несущих кроме собственно данных служебную информацию, необходимую для управления процессами передачи и защиты данных.

Телеобработка данных значительно повышает оперативность обслуживания пользователей и позволяет создавать крупномасштабные системы, обеспечивающие доступ широкого круга пользователей к информации.
Глобальные вычислительные сети. С ростом масштабов применения ЭВМ практически во всех сферах деятельности человека, возникла необходимость объединения СОД, обслуживающих отдельные предприятия и коллективы.
В конце 60-х г. XX в. был предложен способ построения вычислительных сетей, объединяющих ЭВМ (ВК) с помощью базовой сети передачи данных (СПД) (рис.1.13).

Рис.1.13

Ядром системы является базовая сеть передачи данных (СПД), состоящая из каналов связи и узлов связи (УС). Узлы связи принимают данные и передают их в направлении, обеспечивающем доставку данных абоненту. ЭВМ подключаются к узлам связи. Совокупность ЭВМ, объединенных сетью передачи данных, образует сеть ЭВМ. Совокупность терминалов (Т) и средств связи, обеспечивающих подключение терминалов к ЭВМ, образует терминальную сеть. Таким образом, глобальная вычислительная сеть представляет собой композицию базовой сети передачи данных, сети ЭВМ и терминальной сети.
Глобальные вычислительные сети – наиболее эффективный способ построения крупномасштабных СОД. Использование вычислительных сетей позволяет автоматизировать управление отраслями производства, транспортом, материально-техническим снабжением в масштабе крупных регионов и страны в целом.
Локальные вычислительные сети. К концу 70-х г. XX в. в сфере обработки данных широкое распространение наряду с большими ЭВМ общего назначения получили мини- и микро-ЭВМ и начали применяться персональные компьютеры. При этом для обработки данных в рамках одного учреждения использовалось большое число ЭВМ, в то время, как коллективный характер труда требовал оперативного обмена данными между пользователями ЭВМ. В этот период времени был разработан эффективный способ объединения ЭВМ, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга – локальные вычислительные сети.
Локальная вычислительная сеть (ЛВС) – это совокупность близкорасположенных ЭВМ, которые оснащены последовательными интерфейсами и программными средствами, обеспечивающими информационное взаимодействие между процессами в различных ЭВМ. Типичная структура ЛВС приведена на рис.1.14.



Рис.1.14
л
Все ЭВМ сопрягаются между собой с помощью моноканала. Длина моноканала не превышает нескольких сотен метров. ЭВМ подсоединяются к моноканалу посредством сетевых адаптеров (СА), иначе говоря, контроллеров сети, реализующих операции ввода-вывода. Наличие в такой структуре одного канала для обмена данными существенно упрощает процедуры установления соединений и обмена данными между ЭВМ. Поэтому сетевое программное обеспечение ЭВМ оказывается более простым, чем в глобальных ВС.

2.