Файл: Состав и свойства вычислительных систем. Информационное и математическое обеспечение вычислительных систем».pdf

Обеспечение вычислительных систем подразделяется на следующие категории (виды)^[13]:

• техническое (аппаратное);
• программное;
• информационное;
• математическое;
• лингвистическое;
• методическое и организационное;
• правовое.

Не все авторы выделяют последние виды обеспечения вычислительной системы, но в рамках данной работы все же представляется целесообразным уделить внимание и этим видам обеспечивающих подсистем.

Приведенная классификация видов обеспечения вычислительных систем наглядно отражена на рисунке 2.

Обеспечение вычислительной
системы

Программное
обеспечение

Техническое обеспечение

Информационное обеспечение

Методическое и организационное обеспечение

Правовое
обеспечение

Лингвистическое обеспечение

Математическое обеспечение

Рисунок 2 – Виды обеспечения вычислительных систем^[14]

Поясним подробнее сущность каждого вида обеспечения вычислительных систем.

Техническое (аппаратное) обеспечение включает в себя компьютеры и логические устройства, внешние устройства и диагностическую аппаратуру, энергетическое оборудование, батареи и аккумуляторы – то есть весь комплекс технических средств, предназначенных для работы вычислительной системы, а также документацию на эти средства и технологические процессы.

Программное обеспечение – это совокупность программ для реализации целей, задач вычислительной системы и нормального функционирования как отдельных технических средств, так и всего их комплекса. Программное обеспечение системы подразделяется на общее и специальное программные обеспечения. Общее программное обеспечение предназначено для организации процесса функционирования вычислительных средств. Оно приобретается или поставляется совместно с ними. К общему программному обеспечению  относятся системы программирования, операционные системы, системы управления базами данных, трансляторы языков программирования, служебные и стандартные программы. В качестве общего программного обеспечения  все чаще используется свободное программное обеспечения, в силу его доступности, открытости и соответствия индустриальным стандартам.

Специальное программное обеспечение (СПО) – совокупность программ, реализующих функции (сложные, составные или простые; управляющие, информационные и вспомогательные и т.д.), которые обеспечивают достижения заданных целей создания системы.

---

Информационное обеспечение представляет собой совокупность данных, методы построения баз данных, а также проектные решения по объемам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в вычислительной системе.

Математическим обеспечением называется совокупность математических методов, моделей, алгоритмов обработки информации, используемых при решении функциональных и проектных задач в вычислительной системе.

Лингвистическое обеспечение – совокупность языков общения персонала вычислительной системы и пользователей с программно-техническим и информационным обеспечением, а также сумма терминов, используемых в вычислительной системе.

Методическое и организационное обеспечение – комплекс методов, средств и документов, регламентирующих взаимодействие персонала вычислительной системы с программно-техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации вычислительной системы. В частности организационное обеспечение представляет собой совокупность инструктивно-методических материалов, обеспечивающих заданную работу оперативного персонала, и самого оперативного персонала, который включает в себя оперативно-управляющий персонал (технологи-операторы), оперативно-обслуживающий персонал (обеспечивающий правильность работы технического обеспечения) и ремонтный персонал.

Правовое обеспечение – это правовые нормы, используемые для соблюдения законности (законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы и инструкции вышестоящих органов и руководителей организации) при создании и эксплуатации вычислительной системы.

Таким образом, все из указанных видов обеспечивающих подсистем имеют свои функции и задачи и способствуют слаженной, эффективной и бесперебойной работе вычислительной системы.

2.2. Информационное и математическое обеспечение

Как уже было сказано, информационное обеспечение вычислительной системы представляет собой совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в вычислительной системе, а также методологию построения баз данных.

Назначение подсистемы информационного обеспечения заключается в современном формировании и выдаче достоверной информации в рамках работы системы^[15].

При этому нужно отметить, что унифицированные системы документации создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная их цель – это обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. На данный момент разработаны стандарты, где устанавливаются требования:

---

• к унифицированным системам документации;
• к унифицированным формам документов различных уровней управления;
• к составу и структуре реквизитов и показателей;
• к порядку внедрения, ведения и регистрации унифицированных форм документов.

Однако, несмотря на существование унифицированной системы документации, часто подсистема информационного обеспечения организована неэффективно и имеет множество недостатков. Так, к примеру, при обследовании большинства организаций постоянно выявляется целый комплекс типичных недочетов:

• чрезвычайно большой объем документов для ручной обработки;
• одни и те же показатели часто дублируются в разных документах;
• работа с большим количеством документов отвлекает специалистов от решения непосредственных задач;
• имеются показатели, которые создаются, но не используются, и др.

Устранение указанных недостатков является одной из задач, стоящих при создании информационного обеспечения.

Схемы информационных потоков отражают маршруты движения информации и ее объемы, места возникновения первичной информации и использования результатной информации. За счет анализа структуры подобных схем можно выработать меры по совершенствованию всей подсистемы информационного обеспечения.

Построение схем информационных потоков, позволяющих выявить объемы информации и провести ее детальный анализ, обеспечивает:

• исключение дублирующей и неиспользуемой информации;
• классификацию и рациональное представление информации.

При этом подробно должны рассматриваться вопросы взаимосвязи движения информации по уровням управления. К каждому исполнителю должна поступать только та информация, которая используется.

Методология построения баз данных основывается на теоретических основах их проектирования. Для понимания концепции методологии приведем основные ее идеи в виде двух последовательно реализуемых на практике этапов:

1-й этап – обследование всех функциональных подразделений с целью:

• понять специфику и структуру ее деятельности;
• построить схему информационных потоков;
• проанализировать существующую систему документооборота;
• определить информационные объекты и соответствующий состав реквизитов (параметров, характеристик), описывающих их свойства и назначение.

2-й этап – построение концептуальной информационно-логической модели данных для обследованной на 1-м этапе сферы деятельности. В этой модели должны быть установлены и оптимизированы все связи между объектами и их реквизитами. Информационно-логическая модель является фундаментом, на котором будет создана база данных.

---

Для создания информационного обеспечения необходимо:

• ясное понимание целей, задач, функций всей системы;
• выявление движения информации от момента возникновения и до ее использования на различных уровнях, представленной для анализа в виде схем информационных потоков,
• наличие и использование системы классификации и кодирования;
• владение методологией создания концептуальных информационно-логических моделей, отражающих взаимосвязь информации;
• создание массивов информации на машинных носителях, что требует наличия современного технического обеспечения.

Можно резюмировать, что информационное обеспечение включает в себя:

• информацию, характеризующую состояние всего технического комплекса;
• систему классификации и кодирования информации;
• базы данных и массивы документов, необходимых для выполнения функций системы.

Наглядно компоненты информационного обеспечения представлены на рисунке 3:

Система классификации и кодирования

Нормативно-справочная документация

Оперативные документы

Методические и инструктивные материалы

Информационные массивы

Входная
информация

Информационное обеспечение

Внемашинное информационное
обеспечение

Внутримашинное информационное
обеспечение

Рисунок 3 – Компоненты информационного обеспечения^[16]

Таким образом, информационное обеспечение вычислительной системы представляет собой совокупность системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации и схем информационных потоков, циркулирующих в вычислительной системе, а также методологию построения баз данных. Все компоненты информационного обеспечения взаимосвязаны и способствуют эффективному функционированию информационного обеспечения вычислительной системы.

Другой вид обеспечивающей подсистемы – математическое
обеспечение – представляет собой совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

К средствам математического обеспечения относятся:

• средства моделирования процессов управления;
• типовые задачи управления;
• методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.

---

Математическое обеспечение ЭВМ можно представить в виде двух уровней^[17]:

Первый уровень – это комплекс программ, входящих в операционную систему или работающих под ее непосредственным управлением, который является общим математическим обеспечением, поставляемым вместе с вычислительной системой. Кроме программ собственно операционной системы, в общее математическое обеспечение входят в первую очередь трансляторы с машинно-ориентированных и широко распространенных процедурно-ориентированных алгоритмических языков, а также библиотеки стандартных подпрограмм общего назначения.

Второй уровень математического обеспечения составляют проблемно-ориентированные программные комплексы. Они являются, как правило, надстройкой над общим математическим обеспечением первого уровня и создаются с использованием языковых средств и других возможностей, представляемых математическим обеспечением первого уровня.

Проблемно-ориентированное математическое обеспечение по общей организации и назначению можно разбить на два типа. Первый – это программные комплексы, создаваемые на универсальных ЭВМ общего назначения с использованием средств, представляемых математическим обеспечением. Они предназначены для решения определенных классов задач или обработки данных. С точки зрения связи с операционной системой, эти комплексы являются обычными прикладными программами.

Второй тип представлен специализированными ОС реального времени или управляющими программами, которые создаются как с использованием средств, предоставляемых стандартными операционными системами, так и без их использования. Это математическое обеспечение управляет сложными электронными и электромеханическими системами, в которых ЭВМ составляют только часть из всего оборудования системы.

Таким образом, можно заключить, что математическое обеспечение организует автоматическое прохождение задач пользователей на ЭВМ и обеспечивает эффективное использование оборудования ЭВМ, что позволяет вычислительной системе функционировать и решать сложнейшие по своему типу и объему задачи.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Айдинян, А.Р. Аппаратные средства вычислительной техники: учебник / А.Р. Айдинян. – М.: Директ Медиа, 2016.
2. Атовмян, И.О. Архитектура вычислительных систем / И.О. Атовмян. – М.: МИФИ, 2002.
3. Барановская, Т.П. Архитектура компьютерных систем и сетей /
   Т.П. Барановская. – М.: Финансы и статистика, 2003.
4. Бройдо, В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации /
   В.Л. Бройдо. – СПб.: Питер, 2004.
5. Избачков, Ю. Информационные системы / Ю. Избачков, В. Петров. –
   2-е изд. – СПб.: Питер, 2006.
6. Информатика. Базовый курс / под ред. С.В. Симоновича. – СПб.:
   Питер, 2005.
7. Макарова, Н.В. Информатика / Н.В. Макарова, В.Б. Волков. – СПб.:
   Питер, 2011.
8. Мелехин, В.Ф. Вычислительные машины, системы и сети: учебник /
   В.Ф. Мелехин, Е.Г. Павловский. – М.: Академия, 2006.
9. Михайлов, Б.М. Классификация и организация вычислительных систем: учеб. пособие / Б.М. Михайлов, Р.Ф. Халабия. – М.: МГУПИ, 2010. – 144 с.
10. Степина, В.В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы: учебник / В.В. Степина. – М.: ИНФРА-М, 2017.
11. Таненбаум, Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум. – 5-е изд. – СПб.: Питер, 2007.
12. Терехов, А.В. Информатика: учеб. пособие / А.В. Терехов, А.В. Чернышов, В.Н. Чернышов. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007.
13. Хамахер, К. Организация ЭВМ / К. Хамахер, З. Вранешич, С. Заки. –
    5-е изд. – СПб.: Питер, 2003.
14. Хорошевский, B.Г. Архитектура вычислительных систем.: учеб. пособие / B.Г. Хорошевский. – 2-e изд., перераб. и доп. – M.: Изд-во МГТУ им.
    H.Э. Баумана, 2008.

---