Понятие технологического процесса обработки информации. Централизованная и распределенная обработка данных

Понятие «информационная технология» опирается на понятие «технология». Более обширное по содержанию толкование данного термина было дано польским философом и писателем Станиславом Лемом, определившим его как «...обусловленные состоянием знаний и общественной эффективностью способы достижения целей, поставленных обществом...».

А наиболее распространенным считается определение, приведенное в разнообразных словарях и энциклопедиях: «Технология (от греч. ?ес/?/7е — искусство, умение, мастерство) определяется совокупностью методов обработки, изготовления, изменения состояния, формы, свойств материала, сырья или полуфабриката, осуществляемое в процессе изготовления продукции...».

Данное определение, бесспорно, является более определенным, чем сформулированное С. Лемом, так как ограничивает его применение сферой промышленного производства, но оно позволяет вычленить важнейшие его составляющие (рис. 2.1):

  • ? объект технологии определяет направленность действия, осуществляемого в рамках технологии (материалы, сырье, полуфабрикаты);
  • ? цель технологии определяется конечным результатом действий, выполняемых в рамках технологии (изготовление, обработка, изменение состояния, свойства или формы);
  • ? средства технологии и методы их применения определяются способами реализации действий над объектом технологии для достижения цели или целей технологии.
Составляющие понятия «технология»

Рис. 2.1. Составляющие понятия «технология»

В связи с тем что в соответствии с определением С. Лема технологии не ограничиваются сферой промышленного производства, а всецело определяются потребностями общества во всей их разнообразности, то различные области деятельности человека требуют и многообразных технологий.

Отличия технологий нашли проявление в том, на что направлена деятельность людей в определенной сфере, т.е. в объектах технологий. Для промышленного производства, как уже говорилось, это материалы, сырье или полуфабрикаты, составляющие материально-вещественные ресурсы производственного процесса.

Если в качестве объекта деятельности, а также надлежащих способов ее осуществления выступают энергетические ресурсы (например, электрическая или тепловая энергия), то получаются энергетические технологии (производство, преобразование, передача, распределение, потребление энергии).

Финансовые ресурсы, являясь объектом деятельности, порождают финансовые технологии (бухгалтерские и банковские технологии, технологии работы на рынке облигаций и ценных бумаг, технологии экономические и финансовые и т.д.).

Информация как общественный ресурс тоже может являться объектом деятельности и, значит, связана с соответствующими технологиями — информационными технологиями.

Основываясь на рассмотренном выше понятии «технология», можно сформулировать следующее определение понятия «информационная технология».

Информационная технология является совокупностью средств и методов их применения для целенаправленного изменения свойств информации, полностью определяемого содержанием решаемой задачи или проблемы.

Результатом, или целью, технологического процесса обработки информации является целенаправленная модификация свойств информации, определяемая постановкой решаемой проблемы или задачи.

Содержание информационного преобразования при обработке информации обусловливается определенным набором изменяемых свойств информации, и с данной точки зрения выделяют следующие преобразования исходной информации:

  • ? сбор информации;
  • ? накопление информации;
  • ? регистрация информации;
  • ? передача информации;
  • ? копирование информации;
  • ? упорядочение информации;
  • ? хранение информации;
  • ? поиск информации;
  • ? представление информации;
  • ? выдача информации;
  • ? защита информации.

Первым способом решения проблемы совместного использования информации был централизованный принцип обработки данных с применением многопользовательского режима (70-е гг. XX в.). В ту эпоху ЭВМ отличались значительной дороговизной и большими габаритами, поэтому экономически обоснованным было приобретение пользователями одной мощной универсальной ЭВМ, на которой решались практикески все классы задач. Для обеспечения доступа к ЭВМ как можно большего числа пользователей к ней подключалось несколько терминалов, обычно территориально расположенных в одном большом зале или в пределах одного здания.

Преимуществом подобной системы является простота внешних устройств, а также концентрация данных и ресурсов общего пользования в одном месте (что, кстати, облегчало обслуживание ЭВМ).

Основными недостатками централизованной обработки данных были:

  • ? низкая надежность — даже кратковременный выход из строя центральной ЭВМ приводил к роковым последствиям для системы в целом;
  • ? низкая производительность — при диалоговой обработке данных в многопользовательском режиме ЭВМ не успевала обслуживать всех пользователей в нужном темпе;
  • ? ограниченная возможность решения разнотипных прикладных задач, так как это требовало слишком высокой многофункциональности и универсальности ЭВМ и ОС;
  • ? концентрация большой вычислительной мощности ЭВМ делала компьютеры слишком дорогими и недоступными для одиночных пользователей и небольших предприятий.

С появлением малых ЭВМ, микроЭВМ и, наконец, персональных компьютеров возникло логически обоснованное требование перехода к иным информационным технологиям — от использования крупных центральных ЭВМ к распределенной обработке данных. Распределенная обработка данных — обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих собой распределенную систему (т.е. не сосредоточенную в каком-то малом пространстве). Таким образом, имеет место централизация хранения данных и децентрализация вычислительных мощностей по их обработке. В этом заключается важнейшее отличие данных систем от классических многотерминальных систем.

Существуют различные способы объединения нескольких компьютеров в единую систему, отвечающую требованию распределенной обработки. Высшей формой такого объединения является компьютерная сеть.

Под сетью ПЭВМ (или компьютерной сетью) понимают коммуникационную систему, состоящую из двух или более компьютеров и включающую в себя специальные программы и аппаратное обеспечение, используемое для обмена информацией между компьютерами и совместного использования ресурсов. Таким образом, компьютерная сеть представляет собой совокупность трех компонент:

  • ? сети передачи данных (включающей в себя каналы передачи данных и средства коммутации);
  • ? компьютеров, взаимосвязанных сетью передачи данных;
  • ? сетевого программного обеспечения.

Ресурсы сети — это данные, приложения и периферийные устройства, такие как диск, принтер, модем и т.д. В такой системе любое из подключенных устройств может использовать сеть для передачи или получения информации.

Основными отличиями компьютерной сети от прочих многомашинных вычислительных комплексов ЯВЛЯЮТСЯ:

  • ? размерность — сеть может состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, расположенных друг от друга на расстоянии от нескольких метров ДО ТЫСЯЧ километров;
  • ? разделение функций между ЭВМ — в сети одни машины могут выполнять функции обработки или передачи данных, другие — управление системой, третьи — обслуживанием периферийных устройств И Т.Д.;
  • ? необходимость решения в сети задачи маршрутизации, т.е. определение оптимального маршрута передачи сообщений от одного компьютера другому; состояние каналов связи в крупной сети постоянно изменяется и в каждый момент времени может возникнуть необходимость искать новый маршрут.

Отметим преимущества, получаемые после объединения отдельных ПК В сеть:

  • ? возрастает оперативность работы;
  • ? появляется возможность организовать доступ всех пользователей к единому информационному ресурсу (например, базе данных), расположенному на одном компьютере;
  • ? снижаются затраты на аппаратное обеспечение в расчете на одного пользователя; это достигается за счет совместного использования дискового пространства, дорогих высококачественных внешних устройств (лазерных принтеров, сканеров, плоттеров);
  • ? повышается надежность системы в целом, поскольку при поломке одного устройства исполнение его функций может взять на себя другое.

С появлением компьютерных сетей возникла необходимость формирования новой специальной терминологии. Перечислим основные понятия, использующиеся в сетевых технологиях.

Абоненты сети — объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети. Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ и их комплексы, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым управлением и т.д.

Любой абонент сети подключается к станции. Станция — аппаратура, которая выполняет функции передачи или приема информации. Совокупность абонента и станции, к которой он подключен, называют абонентской системой. Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая передающая среда — линия связи или пространство, в котором распространяются сигналы, и аппаратура передачи данных. На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентами сети. Такой подход позволяет рассматривать любую компьютерную сеть как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.

Компьютерные сети обладают многими новыми возможностями, недоступными для вычислительных систем на базе одной ЭВМ. Например:

  • ? организация параллельного решения крупной задачи за счет одновременной обработки различных фрагментов данных на разных ЭВМ;
  • ? создание распределенной базы данных, объединяющей информационные ресурсы МНОГИХ ЭВМ;
  • ? специализация отдельных ЭВМ для эффективного решения определенных классов задач;
  • ? резервирование вычислительных мощностей и средств передачи данных на случай выхода из строя отдельных ЭВМ И устройств;
  • ? перераспределение вычислительных мощностей между пользователями при изменении ИХ потребностей;
  • ? стабилизация уровня загрузки ЭВМ и дорогостоящего периферийного оборудования.

Информационная технология обработки данных предназначена для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется на уровне операционной (исполнительской) деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных постоянно повторяющихся операций управленческого труда. Поэтому внедрение информационных технологий и систем на этом уровне существенно повысит производительность труда персонала, освободит его от рутинных операций, возможно, даже приведет к необходимости сокращения численности работников.

На уровне операционной деятельности решаются следующие задачи:

  • ? обработка данных об операциях, производимых фирмой;
  • ? создание периодических контрольных отчетов о состоянии дел В фирме;
  • ? получение ответов на всевозможные текущие запросы и оформление их в виде бумажных документов или отчетов.

При проектировании технологических процессов ориентируются на режимы их реализации. Режим реализации технологии зависит от объемновременных особенностей решаемых задач: периодичности и срочности, требований к быстроте обработки сообщений, а также от режимных возможностей технических средств и в первую очередь ЭВМ. Существуют:

  • ? пакетный режим;
  • ? режим реального масштаба времени;
  • ? режим разделения времени;
  • ? регламентный;
  • ? запросный;
  • ? диалоговый;
  • ? телеобработки;
  • ? интерактивный;
  • ? однопрограммный;
  • ? многопрограммный (мультиобработка).

Для пользователей финансово-кредитной системы наиболее актуальны следующие режимы: пакетный, диалоговый и режим реального времени.

Пакетный режим. При использовании этого режима пользователь не имеет непосредственного общения с ЭВМ. Сбор и регистрация информации, ввод и обработка не совпадают по времени. Вначале пользователь собирает информацию, формируя ее в пакеты в соответствии с видом задач или каким-то другим признакам (как правило, это задачи неоперативного характера, с долговременным сроком действия результатов решения). После завершения приема информации производятся ее ввод и обработка, таким образом, происходит задержка обработки. Этот режим используется, как правило, при централизованном способе обработки информации.

Диалоговый режим (запросный) режим, при котором существует возможность пользователя непосредственно взаимодействовать с вычислительной системой в процессе работы пользователя. Программы обработки данных находятся в памяти ЭВМ постоянно, если ЭВМ доступна в любое время, или в течение определенного промежутка времени, когда ЭВМ доступна пользователю. Взаимодействие пользователя с вычислительной системой в виде диалога может быть многоаспектным и определяться различными факторами: языком общения, активной или пассивной ролью пользователя; кто является инициатором диалога — пользователь или ЭВМ; временем ответа; структурой диалога и т.д. Если инициатором диалога является пользователь, то он должен обладать знаниями по работе с процедурами, форматами данных и т.п. Если инициатор — ЭВМ, то машина сама сообщает на каждом шаге, что нужно делать с разнообразными возможностями выбора. Этот метод работы называется «выбором меню». Он обеспечивает поддержку действий пользователя и предписывает их последовательность. При этом от пользователя требуется меньшая подготовленность.

Диалоговый режим требует определенного уровня технической оснащенности пользователя, т.е. наличие терминала или ПЭВМ, связанных с центральной вычислительной системой каналами связи. Этот режим используется для доступа к информации, вычислительным или программным ресурсам. Возможность работы в диалоговом режиме может быть ограничена во времени начала и конца работы, а может быть и неограниченной.

Режим реального масштаба времени означает способность вычислительной системы взаимодействовать с контролируемыми или управляемыми процессами в темпе протекания этих процессов. Время реакции ЭВМ должно удовлетворять темпу контролируемого процесса или требованиям пользователей и иметь минимальную задержку. Как правило, этот режим используются при децентрализованной и распределенной обработке данных. Пример: на рабочем столе операциониста установлен ПК, через который вся информация по операциям вводится в ЭВМ по мере ее поступления. Различаются следующие способы обработки данных: централизованная, децентрализованная, распределенная и интегрированная.

Централизованная предполагает наличие ВЦ. При этом способе пользователь доставляет на ВЦ исходную информацию и получает результаты обработки в виде результативных документов. Особенностью такого способа обработки являются сложность и трудоемкость налаживания быстрой, бесперебойной связи, большая загруженность ВЦ информацией (так как велик ее объем), регламентацией сроков выполнения операций, организация безопасности системы от возможного несанкционированного доступа.

Децентрализованная обработка. Этот способ связан с появлением ПЭВМ, дающих возможность автоматизировать конкретное рабочее место. В настоящие время существуют три вида технологий децентрализованной обработки данных.

Первая основывается на персональных компьютерах, не объединенных в локальную сеть (данные хранятся в отдельных файлах и на отдельных дисках). Для получения показателей производится перезапись информации на компьютер. Недостатки: отсутствие взаимоувязки задач, невозможность обработки больших объемов информации, низкая защита от несанкционированного доступа.

Вторая. ПК, объединенные в локальную сеть, что ведет к созданию единых файлов данных (но он не рассчитан на большие объемы информации).

Третья. ПК, объединенные в локальную сеть, в которую включаются специальные серверы (с режимом «клиент — сервер»).

Распределенный способ обработки данных основан на распределении функций обработки между различными ЭВМ, включенными в сеть. Этот способ может быть реализован двумя путями: первый предполагает установку ЭВМ в каждом узле сети (или на каждом уровне системы), при этом обработка данных осуществляется одной или несколькими ЭВМ в зависимости от реальных возможностей системы и ее потребностей на текущий момент времени. Второй путь — размещение большого числа различных процессоров внутри одной системы. Такой путь применяется в системах обработки банковской и финансовой информации, там, где необходима сеть обработки данных (филиалы, отделения и т.д.).

Преимущества распределенного способа: возможность обрабатывать в заданные сроки любой объем данных; высокая степень надежности, так как при отказе одного технического средства есть возможность моментальной замены его на другой; сокращение времени и затрат на передачу данных; повышение гибкости систем, упрощение разработки и эксплуатации программного обеспечения и т.д.

Распределенный способ основывается на комплексе специализированных процессоров, т.е. каждая ЭВМ предназначена для решения определенных задач или задач своего уровня.

Следующий способ обработки данных — интегрированный. Он предусматривает создание информационной модели управляемого объекта, т.е. создание распределенной базы данных. Такой способ обеспечивает максимальное удобство для пользователя. С одной стороны, базы данных предусматривают коллективное пользование и централизованное управление. С другой стороны, объем информации, разнообразие решаемых задач требуют распределения базы данных. Технология интегрированной обработки информации позволяет улучшить качество, достоверность и скорость обработки, так как обработка производится на основе единого информационного массива, однократно введенного в ЭВМ. Особенностью этого способа является отделение технологически и по времени процедуры обработки от процедур сбора, подготовки и ввода данных.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >