Аппаратное обеспечение информационных технологий

Аппаратное обеспечение информационных технологий. Классификация ЭВМ

Техническая основа обеспечения информационных технологий

n средства компьютерной техники - составляют базис всего комплекса технических средств информационных технологий и предназначены прежде всего для обработки и преобразования различных видов информации, используемой в управленческой деятельности,

n средства коммуникационной техники - обеспечивают одну из основных функций управленческой деятельности - передачу информации в рамках системы управления и обмен данными с внешней средой, и предполагают использование разнообразных методов и технологий, в том числе с применением компьютерной техники,

n средства организационной техники предназначены для механизации и автоматизации управленческой деятельности во всех ее проявлениях.

Виды классификации компьютеров

n по назначению;

n по спецификации PC99;

n по уровню специализации;

n по размеру

Классификация по назначению

n Мэйнфреймы (большие ЭВМ);

n Мини ЭВМ;

n Настольные персональные компьютеры;

n Рабочие станции;

n Серверы начального и высокого уровня;

n Суперкомпьютеры.

Классификация по спецификации PC99

n Consumer PC (массовый ПК);

n Office PC (офисный ПК);

n Mobile PC (мобильный, переносной);

n Workstation PC (рабочая станция);

n Entertainment PC (развлекательный ПК).

Аппаратное обеспечение информационных технологий

Техническая основа обеспечения информационных технологий

Виды классификации компьютеров

n по назначению;

n по спецификации PC99;

n по уровню специализации;

n по размеру

8.

Програ́ммное обеспе́чение ^[1]^[2] (допустимо также произношение обеспече́ние ^[3]^[4]^[5]) (ПО) — совокупность программ, системы обработки информации и программных документов^[6], необходимых для эксплуатации этих программ (ГОСТ 19781-90^[7]).

Также — совокупность программ, процедур и правил, а также документации, относящихся к функционированию системы обработки данных (СТ ИСО 2382/1-84)^[7].

Программное обеспечение является одним из видов обеспечения вычислительной системы, наряду с техническим (аппаратным), математическим, информационным, лингвистическим, организационным и методическим обеспечением^[8].

Прикладное программное обеспечение

Прикладное (специальное) программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. Предназначено для решения конкретных задач пользователя и организации вычислительного процесса информационной системы в целом. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.

3.3.3. Пакеты прикладных программ

Пакеты прикладных программ(ППП) являются мощным инструментом автоматизации решаемых пользователем задач, практически полностью освобождая его от необходимости знать, как выполняет компьютер те или иные функции и процедуры по обработке информации. В настоящее время имеется широкий спектр ППП, различающихся по своим функциональным возможностям и способам реализации. Пакет прикладных программ – это комплекс программ, предназначенный для решения задач определенного класса (функциональная подсистема, бизнес-приложение). Различают следующие типы ППП: · общего назначения (универсальные); · метод-ориентированные; · проблемно-ориентированные; · глобальных сетей; · организации (администрирования) вычислительного процесса. ППП общего назначения – универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации разработки и эксплуатации функциональных задач пользователя иинформационных систем в целом. К этому классу ППП относятся: · редакторы текстовые (текстовые процессоры) и графические; · электронные таблицы; · системы управления базами данных (СУБД); · интегрированные пакеты; · Case-технологии; · оболочки экспертных систем и систем искусственного интеллекта. ППП, предназначенный для создания и изменения текстов, документов, графических данных и иллюстраций, называется редактором. В основном он необходим для автоматизации документооборота в фирме. Редакторы по своим функциональным возможностям можно подразделить на текстовые, графические и издательские системы. Текстовые редакторы предназначены для обработки текстовой информации и выполняют, в основном, следующие функции: · запись текста в файл; · вставка, удаление, замена символов, строк, фрагментов текста; · проверка орфографии; · оформление текста различными шрифтами; · выравнивание текста; · подготовка оглавлений, разбиение текста на страницы; · поиск и замена слов и выражений; · включение в текст несложных иллюстраций; · печать текста.

Электронные таблицы. Электронной таблицей называется ППП, предназначенный для обработки таблиц.

Данные в таблице хранятся в ячейках, находящихся на пересечении столбцов и строк. В ячейках могут храниться числа, символьные данные и формулы. Формулы задают зависимость значения одних ячеек от содержимого других ячеек. Изменение содержимого ячейки приводит к изменению значений в зависящих от нее ячейках.

К наиболее популярным ППП этого класса относятся такие продукты, как Microsoft Excel, Lotus 1-2-3, Quattro Pro и др.

Системы управления базами данных. Для создания БД внутри машинного информационного обеспечения используются специальные ППП – системы управления базами данных.

База данных – это совокупность специальным образом организованных наборов данных, хранящихся на диске.

Управление базой данных включает в себя ввод данных, их коррекцию и манипулирование данными, то есть добавление, удаление, извлечение, обновление и т.д. Развитые СУБД обеспечивают независимость прикладных программ, работающих с ними, от конкретной организации информации в базах данных. В зависимости от способа организации данных различают: сетевые, иерархические, распределенные, реляционные СУБД.

Из имеющихся СУБД наибольшее распространение получили Microsoft Access, Microsoft FoxPro, Paradox (корпорации Borland), а также СУБД компаний Oracle, Informix, Sybase и др.

Интегрированные пакеты. Интегрированными пакетами называются ППП, объединяющие в себе функционально различные программные компоненты ППП общего назначения.

Современные интегрированные ППП могут включать в себя:

· текстовый редактор;

· электронную таблицу;

· графический редактор;

· СУБД;

· коммуникационный модуль.

В качестве дополнительных модулей в интегрированный пакет могут включаться такие компоненты, как система экспорта-импорта файлов, калькулятор, календарь, система программирования.

Информационная связь между компонентами обеспечивается путем унификации форматов представления различных данных. Интеграция различных компонентов в единую систему предоставляет пользователю неоспоримые преимущества в интерфейсе, но неизбежно проигрывает в части повышенных требований к оперативной памяти.

Экспертные системы (ЭС). Постоянно возрастающие требования к средствам обработки информации в экономике и социальной сфере стимулировали компьютеризацию процессов решения эвристических (неформализованных) задач типа «что будет, если», основанных на логике и опыте специалистов. Основная идея при этом заключается в переходе от строго формализованных алгоритмов, предписывающих, как решать задачу, к логическому программированию с указанием, что нужно решать на базе знаний, накопленных специалистами предметных областей.

Основу экспертных систем составляет база знаний, в которую закладывается информация о данной предметной области. Имеются две основные формы представления знаний в ЭС: факты и правила. Факты фиксируют количественные и качественные показатели явлений и процессов. Правила описывают соотношения между фактами обычно в виде логических условий, связывающих причины и следствия.

9.

Систе́ма управле́ния ба́зами да́нных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных^[1].

§ управление данными во внешней памяти (на дисках);

§ управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;

§ журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;

§ поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

§ ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти, и журнализацию,

§ процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,

§ подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД

§ а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

Классификации СУБД

[править] По модели данных

Примеры:

§ Иерархические

§ Сетевые

§ Реляционные

§ Объектно-ориентированные

§ Объектно-реляционные

[править] По степени распределённости

§ Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)

§ Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

[править] По способу доступа к БД

§ Файл-серверные

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на процессор файлового сервера. Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети; затруднённость или невозможность централизованного управления; затруднённость или невозможность обеспечения таких важных характеристик как высокаянадёжность, высокая доступность и высокая безопасность. Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют функции управления БД; в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД.

На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей.

Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.

§ Клиент-серверные

Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме. Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно. Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях к серверу. Достоинства: потенциально более низкая загрузка локальной сети; удобство централизованного управления; удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.

Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.

§ Встраиваемые

Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки. Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети. Физически встраиваемая СУБД чаще всего реализована в виде подключаемой библиотеки. Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные программные интерфейсы.

Ядром БД является модель данных – совокупность структур данных и операций их обработки. Различают иерархическую, сетевую и реляционную модели.

Иерархическая модель позволяет строить БД с древовидной структурой. В них каждый узел содержит свой тип данных (сущность). На верхнем уровне дерева имеется один узел – корень, на следующем уровне располагаются узлы, связанные с этим корнем, затем узлы, связанные с узлами предыдущего уровня, и т. д. Каждый узел может иметь только одного предка (рис. 11).

Рис. 11. Иерархическая древовидная структура модели БД

Поиск данных всегда начинается с корня. Затем производится спуск с одного уровня на другой пока не будет достигнут искомый уровень. Перемещения от одной записи к другой осуществляются с помощью ссылок.

Достоинствами иерархической модели являются простота описания иерархических структур реального мира, а также быстрое выполнение запросов, соответствующих структуре данных. Недостатки иерархической модели в том, что они часто содержат избыточные данные и не всегда удобно каждый раз начинать поиск нужных данных с корня.

В сетевой модели возможны связи всех информационных объектов со всеми. Например, каждый преподаватель может обучать много студентов и каждый студент может обучаться у многих преподавателей (рис. 12).

Рис. 12. Сетевая структура модели БД

Использование иерархической и сетевой моделей ускоряет доступ к информации, но требует значительных ресурсов памяти, так как каждый элемент данных содержит ссылки на другие элементы. Характерна сложность реализации СУБД.

Реляционная модель(РМД) была разработана в начале 1970-х годов Эдгаром Ф. Коддом. В ней информация представляется в виде двумерных таблиц, а операции сводятся к манипуляциям с таблицами. В 1980-х годах она получила широкое распространение, а реляционные СУБД стали промышленным стандартом. Причины доминирования РМД обусловлены тем, что имеются:

· развитая теория (реляционная алгебра);

· аппарат сведения других моделей данных к РМД;

·специальные средства ускоренного доступа к информации;

· стандартизированный высокоуровневый язык запросов к БД, позволяющий манипулировать данными без знания физической организации БД.

Объектно-ориентированная модель начала разрабатываться в 1990-е годы с появлением объектно-ориентированных языков. Такие БД хранят методы классов, что позволяет интегрировать данные и их обработку в приложениях.

14.