Классификация информационно-вычислительных систем

Одним из направлений повышения эффективности управления, вообще, и управления производством, в частности, признана автоматизация процессов управления на базе широкого использования органами управления электронно-вычислительной и организационной техники различного назначения и объединения ее в так называемые информационно-вычислительные сети (ИВС).

ИВС сети создаются для того, чтобы дать возможность территориально разобщенным пользователям обмениваться информацией между собой, использовать одинаковые программы, общие информационные и аппаратные ресурсы. Необходимость внедрения электронной почты, стремление коллективного использования разнообразных баз данных и аппаратных средств, потребность в проведении дискуссий и оперативных совещаний без отрыва от рабочих мест, стремление повысить оперативность получения «свежей» информации подталкивает пользователей к подключению своих ЭВМ к сетям.

Поэтому, по некоторым оценкам, в настоящее время более половины действующих в мире ЭВМ подключены к сетям.

При создании крупномасштабных сетей такого типа, включающих, в общем случае, неоднородные вычислительные и организационные средства, приходится решать две основные проблемы.

Первая из них связана с ответами на вопросы, как обеспечить взаимодействие различных (неоднородных) информационно-вычислительных процессов, управляемых различными операционными системами, предполагая, что сложностей, связанных с их удаленностью, нет. Вторая же, наоборот, связана с ответами на вопросы, как обеспечить взаимный контакт между любыми элементами ИВС с помощью каналов связи, вносящих нежелательные искажения в передаваемые данные и их задержки.

Первой проблемой занимаются специалисты в области ЭВТ, решая ее как аппаратными, так и программными методами, в рамках направления информатики определенного нами как «Вычислительные системы и сети». Второй же проблемой должны заниматься специалисты в области связи или телекоммуникаций на основе разработки соответствующих технических и алгоритмических методов, программных и аппаратных средств, обеспечивающих надежную связь удаленных процессов через ненадежную среду.

Решение задач, связанных с указанными проблемами, лежит на пути разработки и применения методов автоматической передачи и пространственно-временного распределения (коммутации) фрагментов информационных массивов, с которыми оперируют средства ЭВТ, т.е. - данных. Кстати в ГОСТах, регламентирующих терминологию в области технических средств передачи данных, данные определены как информация, представленная в формализованном виде, пригодном для интерпретации, обработки и пересылки ее человеком или техническими средствами [21]. Для обмена же этими данными абоненты ИВС должны быть подключены к специально организованным сетям (так называемым сетям обмена данными), построенным на основе соответствующих каналов связи и узлов (центров) коммутации.

Таким образом, ИВС и СОД появились в результате творческого сотрудничества, как специалистов вычислительной техники, так и специалистов техники связи.

Сети часто условно делят на три большие категории: глобальные сети (WAN, Wide Area Network), городские сети (MAN, Metropolitan Area Network) и локаль­ные сети (LAN, Local Area Network). В нашей стране локальные сети распрост­ранены гораздо больше, чем городские или глобальные. Традиционное русское сокращение для локальных сетей — ЛВС (локальная вычислительная сеть). По­этому, как правило, мы будем использовать русскую аббревиатуру ЛВС и ан­глийские сокращения MAN и WAN.

В связи с тем, что задачи, решаемые указанными категориями сетей и условия, в которых они решаются, различны, то и механизмы передачи данных в локальных и глобальных сетях существенно отличаются.

Так, глобальные и городские сети призваны организовать взаимодействие между абонентами на больших расстояниях. Протяженность глобальных сетей может составлять ты­сячи километров. Они, так или иначе, интегрированы с сетями масштаба страны, вынуждены базироваться, как правило, на обычные ранее созданные каналы связи. Поэтому эти сети ориентированы на соединение — до начала пере­дачи данных между абонентами, работают на относительно низких скоростях и могут вносить значительные задержки в передачу информации.

Городские сети обеспечивают взаимодействие ЭВТ на территориальных образованиях меньших размеров (протяженность городских сетей нахо­дится в пределах от десятков до сотен километров), могут уже использовать и специальные выделенные каналы ПД, работающие на скоростях от средних до высоких. Поэтому в них меньше замедляется передача данных, чем в глобальных.

Типичная локальная сеть занимает прост­ранство в одно здание. Протяженность локальных сетей составляет около одного километра. Их основное назначение состоит в объединении пользователей для совместной работы. Такие сети организуются внутри здания, этажа или комнаты. Поэтому в локальных сетях чаще используются электрические или волоконно-оптические кабели связи, методы передачи, не требующие предварительной установки соединения, когда пакеты с данными посылается без подтверждения готовности получателя к обмену. В связи с чем, локальные вычислительные сети обеспечивают наивысшую скорость обмена информацией между компьютерами.

Наиболее известны на сегодняшний день следующие базовые сетевые технологии, которые применяют для построения ИВС указанных категорий (табл. 4.1).

Таблица 4.1.

Технологии и сети

Кроме разницы в скорости передачи данных, между этими категориями сетей существуют и другие отличия. В локальных сетях, например, каждый компьютер имеет сетевой адаптер, который соединяет его со средой передачи. Городские сети со­держат активные коммутирующие устройства, а глобальные сети обычно состоят из групп мощных маршрутизаторов пакетов данных, объединенных каналами связи. Кроме того, сети могут быть частными или сетями общего пользования.

В последнее время используется также понятие корпоративные сети, основной задачей которых заключается в обеспечении передачи информации между различными приложениями, используемыми в организации. Под приложением понимается программное обеспечение, которое непосредствен­но и нужно пользователю, например, базы данных, электронная почта и т. д. Корпоративная сеть позволяет взаимодействовать приложениям, зачастую рас­положенным в географически различных областях, и обеспечивает доступ к ним удаленных пользователей. На рис. 4.1 показана обобщенная функциональная схема корпоративной сети.

Рис. 4.1. Обобщенная схема корпоративной сети

Классификация сетей ЭВМ

По назначению:

- управляющие (организационными, административными, техноло­гическими и другими процессами);

- информационные (информационно-поисковые);

- расчетные;

- информационно-расчетные;

- обработки документальной информации и др.

По типам используемых в сети ЭВМ:

- однородные, в них однотипный состав абонентских средств;

- неоднородные.

По организации передачи информации:

- с маршрутизацией информации, в них блоки данных передаются по конкретным адресам назначения;

- с селекцией ин­формации, в них блоки данных передаются всем абонентам, после чего абонент самостоятельно выбирает (селекционирует) нужную информацию.

По топологическим при­знакам сети (локальные) делятся на:

- сети типа «общая шина»;

- с топологией «кольцо»;

- с топологией «звез­да» и др.