Курс: Технические средства АИС и телекоммуникационных сетей (стр. 2 )

Автоматизированные информационные системы

Представление об автоматизированной обработке данных

В течение определенного периода развития общества в процессе обработки информации применялось только то, что дала природа: мозг, слух, язык человека. Хранение информации было возможно только благодаря единственному в то время инструменту - человеческой памяти. С появлением письменности и книгопечатания была создана иная технология, использующая бумагу в качестве основного носителя информации. Но и тогда для переработки информации продолжали использоваться все те же естественные инструменты.

Кардинальное изменение информационной технологии стало возможным с созданием электронно-вычислительных машин. Человечество приобрело инструмент переработки информации, возможности которого превосходят возможности человеческого мозга. В то же время получили распространение электронные носители информации. В современных условиях развитие технических средств обработки данных приобрело такое значение, что трудно представить прогресс общества без них и, таким образом, стало возможным говорить об автоматизированной (т. е. с применением технических средств) обработке информации.

Автоматизированная обработка данных – выполнение комплекса операций над данными с помощью цифровых вычислительных машин. Примерами типичных задач обработки данных являются: обработка данных эксперимента; определение потребности в сырьевых ресурсах предприятия; учет сбыта товаров и т. д. Автоматизированная обработка данных осуществляется в процессе функционирования автоматизированных информационных систем (АИС), использующих технические средства обработки данных. Традиционный взгляд на процесс обработки информации предполагает выделение трех его этапов: получение и накопление исходных данных, их переработку и распространение результатов.

Получение и накопление исходных данных включает сбор или первичный учет; перезапись, необходимую для придания фактам формы, удобной для обработки; проверку полноты и точности; определение их соответствия заданным форматам представления, а также уточнение соответствия числовых величин границам области изменения.

Преобразование заключается в поиске требуемых данных, их перегруппировке и изменении значений. Характерной чертой этого процесса является многократное повторение однотипных операций для последовательных групп данных. Для обеспечения возможности автоматизированной обработки информация должна быть определенным образом структурирована и размещена на носителях информации. Основной структурой организации данных являются файлы или их обобщение - базы данных. Обычно в файл включаются однородные по форме и структурной организации записи. Поскольку процедуры обработки более эффективно работают с упорядоченными последовательностями записей, последние обычно подвергаются сортировке.

Сообщение полученных результатов предполагает редактирование полученных данных и выдачу их в форме, удобной для возможных потребителей; последними могут быть как человек, так и другая программа автоматизированной обработки данных.

Структуру АИС составляет совокупность отдельных её частей, называемых подсистемами, среди которых обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение. Развитие АИС обусловлено прогрессом средств обработки данных, среди которых первое место принадлежит ЭВМ, и технологическими достижениями в области создания безбумажных носителей информации.

Автоматизированные информационные системы

Автоматизированная информационная система (АИС) – информационная система, использующая ЭВМ на этапах ввода, обработки и выдачи информации. АИС характеризуется преимуществами системного направления развития ЭВМ: многофункциональностью, т. е. способностью решать разнообразные задачи; одноразовостью подготовки и ввода данных; независимостью процесса сбора и обновления (актуализации) данных от процесса их использования прикладными программами; независимостью прикладных программ от физической организации базы данных; развитыми средствами лингвистического обеспечения. АИС подразделяют на документографические и фактографические автоматизированные информационные системы.

Техническое обеспечение АИС

Эффективное функционирование АИС возможно только в определенной среде, которая подразумевает существование различных видов обеспечения. Комплекс технических средств, составляющих техническое обеспечение АИС, представлен разнообразными устройствами, из которых, прежде всего можно выделить средства вычислительной техники. Цифровая вычислительная машина (ЦВМ), упоминаемая в определении автоматизированной обработки данных как основное техническое средство, представляет собой устройство для переработки информации, представленной в цифровых кодах. Принимая во внимание существенно отличающуюся степень сложности задач, решаемых АИС, можно говорить об определенном соответствии ЦВМ степени сложности решаемой задачи. Таким образом, появляется возможность классифицировать вычислительные устройства по областям их применения.

2. Электронно-вычислительные машины

Одним из основных факторов, определяющих различия между вычислительными системами, является архитектура. Термин “архитектура системы” часто употребляется как в узком, так и в широком смысле этого слова. В широком смысле архитектура охватывает понятие организации системы, включающее такие высокоуровневые аспекты разработки компьютера как систему памяти, структуру системной шины, организацию ввода/вывода, архитектуру набора команд и т. д. В данной трактовке этого понятия важное значение имеет архитектура процессора, определяющая основные принципы его построения.

Классификация компьютеров по областям применения

Многообразие ЭВМ представлено машинами разной производи­тельности, начиная с терминалов и персональных компьютеров, и заканчивая мейнфрэймами и кластерными архитектурами.

Персональные компьютеры

Развитие средств вычислительной техники и её элементной базы привело к появлению ряда вычислительных устройств, специализированных для определенных областей применения. В частности, персональные компьютеры (ПК) предназначены для решения задач, ориентированных на широкий круг непрофессиональных конечных пользователей, эксплуатирующих компьютер без чьей-либо помощи, т. е. персонально.

Для ПК характерно наличие «дружественного интерфейса», который обеспечивает простое и наглядное управление компьютера неквалифицированным пользователем. Большое количество готовых программных продуктов делает ПК универсальным инструментом в различных областях применения. Из технических особенностей можно указать на малые габариты и массу, наличие таких же малогабаритных носителей информации, малое потребление электроэнергии, эргономичность конструкции.

Благодаря своей универсальности ПК постоянно расширяет сферу своего применения, это: профессиональные ПК для специалистов, учебные – для студентов и школьников, бытовые – для управления бытовой техникой, игровые и т. д. Области применения ПК: профес­сиональное образование, научная, инженерная, административно-управленческая, финансовая, экономическая деятельность, здравоохранение, автоматизация проектирования и др.

Рабочие станции

Благодаря большому объему оперативной и внешней памяти, быстродействующей видеосистеме, эффективным внутренним магистралям, разнообразным устройствам ввода-вывода рабочие станции рассматриваются как высокопроизводительные системы, предназначенные для профессионального пользователя. Машины данного класса эффективны для решения научных и инженерных задач, при проектировании в строительстве и машиностроении. Рабочая станция предоставляет специалисту весь набор традиционных средств: вычислительных, чертежных, множительных и др.

Современные ПК на базе процессоров Intel Pentium могут рассматриваться как хорошая альтернатива рабочим станциям. Процессор Pentium, а также использование технологических усовершенствований, таких как архитектура локальной шины, позволили снабдить ПК достаточной мощностью, чтобы составить конкуренцию рабочим станциям в некоторых приложениях. Но пока для многих других приложений, в частности, в области сложного графического моделирования, ПК все еще отстают.

Производители рабочих станций, в свою очередь, создали ряд изделий так называемого “начального уровня”, которые по стоимостным характеристикам близки к высокопроизводительным ПК, но все еще сохраняют лидерство по производительности и возможностям наращивания. Оба эти направления объединились под названием “персональная рабочая станция”.

Терминалы

Терминалы представляют собой оконечные устройства, предназначенные для ввода и вывода информации и используемые в процессе взаимодействия человека с вычислительной системой, в том числе и с удаленной. По характеру взаимодействия с пользователем различают активные и пассивные терминалы. К пассивным относятся устройства, не перерабатывающие информацию: телетайпы, пульты отображения информации, электронные табло и т. д. Активные терминалы реализуются с применением вычислительных машин. Одним из вариантов реализации активных терминалов являются так называемые Х-терминалы.

X-терминалы представляют собой комбинацию бездисковых рабочих станций и пассивных терминалов. Такое решение стало следствием того что, бездисковые рабочие станции часто применялись в качестве дорогих дисплеев и в этом случае не полностью использовали локальную вычислительную мощь. Одновременно многие пользователи терминалов хотели улучшить их характеристики, чтобы получить возможность работы в многооконной системе и графические возможности. Совсем недавно, как только стали доступными очень мощные графические рабочие станции, появилась тенденция применения “подчиненных” X-терминалов, которые используют рабочую станцию в качестве локального сервера.

На компьютерном рынке X-терминалы занимают промежуточное положение между персональными компьютерами и рабочими станциями.

Серверы

Существует несколько типов серверов, ориентированных на разные применения: файл-сервер, сервер базы данных, принт-сервер, вычислительный сервер, сервер приложений. Таким образом, тип сервера определяется видом ресурса, которым он владеет (файловая система, база данных, принтеры (устройства вывода данных, позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе), процессоры или прикладные пакеты программ).