М. Н. Машкин Информационные технологии Учебное пособие

Вид материала

Учебное пособие

Содержание 20Интеграция информационных технологий 21Распределенные системы обработки данных. 21.1Введение 21.2Мультипроцессоры и мультимашины 21.2.2Мультимашинная организация

Подобный материал:

• О. В. Шатунова информационные технологии учебное пособие, 1418.45kb.
• Информационные технологии управления, 3933.39kb.
• Учебное пособие Санкт-Петербург 2007 удк алексеева С. Ф., Большаков В. И. Информационные, 1372.56kb.
• С помощью программы Autocad учебное пособие Для студентов вузов Вдвух частях, 1127.91kb.
• Учебное пособие Томск 2006 Чайковский Д. В. Информационные технологии управления. Учебное, 1860.35kb.
• Учебное пособие Под общей редакцией доктора технических наук, профессора Н. А. Селезневой, 1419.51kb.
• Учебное пособие для учащихся педагогических специальностей вузов и слушателей курсов, 2543.24kb.
• В. П. Дьяконов, А. Н. Черничин Новые информационные технологии Часть Основы и аппаратное, 2695.36kb.
• Учебный мультимедийный комплекс «Основы физической культуры в вузе» (Электронное учебное, 5127.54kb.
• Название Предмет Направление, 921.62kb.

20Интеграция информационных технологий

Совместное использование данных в процессе коллективной деятельности зачастую приводило к серьезным негативным последствиям. Для решения этой проблемы стали разрабатывать комплексы различных информационных технологий с общими данными, направленные на выработку единых и эффективных для организаций и процессов методов применения этих технологий. Основным способом решения такой проблемы стала интеграция информационных технологий на основе обеспечения коммуникационной совместимости отдельных программных средств. Для этого, в частности, создавались специальные программы, осуществляющие преобразование данных из одного формата хранения в другой (конверторы).

Затем были разработаны интегрированные программные пакеты, позволяющие в рамках одной программы реализовать нескольких функций с установлением внутренних информационных связей между ними (офисные программные пакеты). В типовом варианте они включают: текстовый процессор, табличный процессор, СУБД, система управления коммуникациями.

Параллельно создавалась единая интегрирующая среда, в качестве которой использовались операционные оболочки и локальные сети. Для работы в такой среде все программы-приложения разрабатываются в соответствии с определёнными спецификациями, что позволяет стандартизировать способы обмена информацией между различными приложениями.

Кроме групповых сред появляются и личные информационные системы, объединившие в рамках одной технологии все функции поддержки и организации рабочего места. Например, для планирования рабочего времени от одного рабочего дня до нескольких лет, ведения адресно-телефонного справочника, многоструктурного блокнота, справочника памятных дат и др.

В новых интегрированных моделях бизнеса появляется возможность собирать детальную информацию о каждом клиенте, о спросе и состоянии рынка с помощью интерактивного доступа к информации. Возможность персонального общения с обратной связью позволяет каждому клиенту становиться активным поставщиком информации о своих потребностях. Предприятие персонализирует предлагаемые продукты и услуги, направляя маркетинговые усилия на конкретные группы лиц. При этом маркетинговые просчеты и коммерческий риск снижаются практически до нуля.

Дальнейшее развитие интеграции информационных технологий связано с телекоммуникациями, позволяющими все вышеназванные достоинства подобных технологий использовать в сложных разветвлённых и неоднородных информационных сетях, использующих, в том числе, распределённые базы данных и распределённую обработку документов. К таким сетям относится и Интернет.

Принцип их построения Интернет заключается в организации магистралей (высокоскоростных телефонных, радио, спутниковых и других линий связи) между центральными узловыми станциями (серверами провайдеров). Существуют также опорные сети, создаваемые различными организациями, как правило, для удовлетворения собственных потребностей. Они бывают международные, государственные, региональные и отраслевые. Некоторые опорные сети для выхода в Интернет выделяют специально оборудованные сетевые узлы с серверами (хосты), и становятся провайдерами Интернета.

Все основные принципы, используемые в локальных и региональных сетях, в той или иной степени применяются в глобальных сетях.

Однотипные по используемым аппаратуре и протоколам сети объединяются с помощью общих для соединяемых сетей узлов-“мостов”, а разнотипные сети – с помощью общих узлов-“шлюзов”. Интеграция нескольких сетей в единую систему базируется на использовании межсетевой маршрутизации информационных потоков. Межсетевая маршрутизация организуется путём включения в каждую из объединяемых подсетей специальных узлов-“маршрутизаторов”. Часто функции “маршрутизаторов” и “шлюзов” интегрируются в одном узле. Узлы-“маршрутизаторы” распознают какой из поступивших к ним пакетов относится к “местному” трафику сети станции-отправителя, а какой должен быть передан в другую сеть, входящую в единую интегрированную систему.

21Распределенные системы обработки данных.

21.1Введение

Среди всех изменений, происшедших в области связанной с научными исследованиями вычислительной техники, некоторые в особенности повлияли на изменение функций рабочих станций, а именно:

- рост мощи станций, оснащаемых все более дружественными человеко-машинными интерфейсами ;

- появление процессоров, предназначенных для специальных видов обработки данных (изображения, текста и т.п.);

- расширение возможностей в области хранения информации;

- появление средств, облегчающих доступ к ресурсам, распределенным по сети.

Прогресс в этих областях предоставляет новые возможности в том, что касается управления данными и эффективности обработки данных. После определения того, что представляет из себя мультипроцессорная и мультимашинная архитектура, мы вводим основные понятия, на которых строятся возможности применения ресурсов нескольких машин:

- распределение или разделение;

- возможность взаимодействия;

- прозрачность;

- модель "клиент-сервер".

21.2Мультипроцессоры и мультимашины

В данном разделе речь пойдет об аппаратной архитектуре,на базе которой функционируют методы распределенной обработки данных - архитектуре, которую мы называем мультимашинной , чтобы отличить ее от мультипроцессорной архитектуры. Мы увидим, что это отличие не всегда легко заметно, так как технический прогресс ведет к размыванию границ.

21.2.1Мультипроцессоры

В целях увеличения вычислительных возможностей и для достижения большего параллелизма по сравнению с мультипрограммированием, предлагаемым операционными системами, на классические монопроцессорные машины с фоннеймановской архитектурой были установлены дополнительные процессоры. Подобная мультипроцессорная архитектура появилась в начале 1960 г.г. (Burroughs 6000 в 1963 г., IBM/360-67 в 1966 г.), гораздо раньше, чем были разработаны вычислительные сетеи. Системы, разрабо-анные для мультипроцессорных машин, называются параллельными операционными системами (Parallel Operating Systems). Мультипроцессорные машины подразделяются на два семейства:

- жестко связанные или жестко соединенные мультипроцессоры (tightly coupled), в которых процессоры связаны через общую память (рис.26.1.);

- слабо связанные или слабо соединенные мультипроцессоры (loosely coupled), в которых процессоры связаны через средство связи (как правило, шину), отличное от общей памяти (рис.26.2.).

Необходимо отметить, что эти виды архитектуры могут сочетаться между собой: каждый процессор может обладать локальной памятью и делить с остальными общую память. Кроме того, в настоящее время процессоры обладают одним или двумя уровнями кэширования.



Рис2.1. Жестко связанные мультипроцессоры



Рис 26.2.Слабо связанные процессы

21.2.2Мультимашинная организация

Появление сетей, предназначенных для взаимной связи различных компьютеров, привело к разработке средств, а затем и операционных систем, позволяющих осуществлять управление, так называемой, мультимашинной архитектурой (рис.26.3.), то есть совокупности полносоставных компьютеров (процессоры, память, вводы-выводы и т.д.), связанных в сеть. В этом случае речь идет о распределенных вычислительных системах.



Рис 26.3.Мультимашинная организация

Следует отметить большое сходство между мультимашинной организацией и архитектурой слабо связанных мультипроцессоров; в обоих структурах процессоры связаны через канал связи, а не через общую память. Различия заключаются в следующем:
- в случае распределенных систем (мультимашинная архитектура) связь между процессорами осуществляется относительно медленно (сеть), а системы независимы;
- в случае параллельных систем (мультипроцессорная архитектура) связь осуществляется быстро (шина), а системы относительно сильно связаны между собой.

Не существует точного определения этих типов архитектуры и этих систем, кроме того, между этими двумя понятиями наблюдается сходство. Распределенные операционные системы, такие как Mach и Chorus могут применяться как при мультимашинной, так и при мультипроцессорной организации. Впрочем, существует несколько вариантов UNIX для мультипроцессоров (на Cray, на Sun), в которых сосуществуют совершенно различные средства управления распределением по сети и управления связью между процессорами через шину. В данной книге мы рассматриваем использование средств, преназначенных для применения ресурсов, распределенных между различными машинами, доступ к которым возможен через сеть. Мы не рассматриваем ни средства, направленные исключительно на использование мультипроцессорной архитектуры, ни средства, предназначенные для работы в режиме реального времени, так как целью нашего исследования является совместная работа нескольких машин.