Эволюция вычислительных систем.

 

Системы пакетной обработки данных строились, как правило, на базе мощ-ного и надежного компьютера универсального назначения. Пользователи заранее готовили перфокарты (самостоятельно или с помощью оператора), затем передавали их в вычислительный центр, где и производился расчет по данным. Полученный результат получали в лучшем случае только на следующий день. Уже на заре развития вычислительной техники были попытки организовать такой режим работы, когда сам пользователь с терминала вводил необходимые данные и получал результат на принтере или на экране дисплея. Однако такой метод был экономически не выгоден из-за значительной стоимости машинного времени. Причина тому, что ручной ввод информации требует больших затрат времени, а ввод с перфокарт осуществлялся гораздо быстрее.

 

 


Со временем мощности ЭВМ росли, менялась элементная база, средства вычислительной техники уменьшались в размерах. Ко всему прочему, процессоры стали гораздо дешевле, значительно снизилась стоимость машинного часа..

Уже в начале 60-х годов прошлого века стали появляться многотерминальные компьютеры, основанные на принципах разделения времени. В этом случае компьютер отдавался в пользование нескольким потребителям. Точнее, пользователь получал в свое распоряжение терминал, с помощью которого он мог вести диалог с компьютером. При большой скорости обработки пользователь практически не замечал, что работаем с машиной не один.

 


Так как одновременно работало несколько пользователей, то плата за машинное время производилась всеми ими, следовательно затраты каждого сильно сократились.

Но было одно существенное неудобство – терминалы изначально находились в вычислительном центре. Но практически сразу были разработаны системы, при которых терминалы были выведении за пределы ВЦ и размещены на рабочих местах пользователей.

Это был прорыв в использовании мощностей вычислительных машин.

Кроме того, стало возможным осуществлять ввод – вывод информации непосредственно на рабочее месте пользователя.



Такие терминальные системы стали очень похожи на локальные вычислительные сети. Пользователю стало абсолютно безразлично, где и какая ЭВМ его обслуживает. В его распоряжении оказались устройства ввода–вывода и этого было достаточно для производства вычислительных работ. Кроме того, пользователь стал иметь доступ к файлам общего пользования, что создавало иллюзию единоличного использования вычислительных мощностей.

Таким образом, терминальные вычислительные системы, работающие в режиме разделения времени, стали первым шагом создания локальных вычислительных сетей. При внешней похожести внутренне многотерминальные системы оставались по существу обычной вычислительной машиной, т.к. обработка информации носил централизованный характер.

Появление персональных компьютеров дало возможность еще более «приблизить» место вычислений (компьютер) к рабочему месту пользователя.

 


Однако это не дало значительного преимущества, так как практически нельзя было использовать ресурсы других рабочих мест.

Поэтому практически сразу с появлением персональных компьютеров зародилась идея межмашинного обмена информацией. Однако реализовать её оказалось весьма не просто. Вначале удалось организовать доступ к вычислительным мощностям с удаленного терминала, который мог находиться за многие сотни километров от центрального компьютера. Терминалы соединялись при помощи телефонных сетей. В качестве связующего звена использовались модемы. Только отработав технологию работы с удаленным терминалом удалось осуществить связь типа компьютер – компьютер, причем компьютеры соединялись в автоматическом режиме. Уже тогда были реализованы службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и т.д. Все эти функции присущи современным вычислительным сетям. Именно при построении систем межмашинного обмена были отработаны элементы современных вычислительных сетей как коммуникационные протоколы, коммуникационные технологии, маршрутизаторы и т.д.

 


Однако, в первых сетях еще не были стандартизованы ни протоколы обмена данными, ни устройства сопряжения. Это оставляло большой простор для творческого подхода к вопросу создания локальных вычислительных сетей.

Но к середине 80–х годов прошлого столетия положение дел резко изменилось. Появились сравнительно не дорогие персональные компьютеры. Они были достаточно мощными для производства вычислительных работ, но, с другой стороны, нуждались в разделении дорогостоящих внешних устройств, в том числе, устройств внешней памяти (различного рода накопителей). С ростом мощностей персональных компьютеров их стали использовать как места хранения и обработки информации, т.е. в качестве сетевых серверов.

В это время были разработаны и утверждены стандартные технологии соединения компьютеров в сеть – Ethernet, Arcnet, Token Ring. Стандартные сетевые технологии значительно упростили процесс построения вычислительной сети, превратив его в рутинную работу. Для создания сети достаточно приобрести соответствующие адаптеры, кабель и сетевое программное обеспечение.

В настоящее время вычислительные сети продолжают развиваться. Появились разнообразные коммуникационные устройства (маршрутизаторы, коммутаторы, шлюзы) благодаря которым появилась возможность построения больших (несколько тысяч компьютеров) корпоративных сетей. Появились новые транспортные протоколы. Появилась возможность обрабатывать не только числовую информацию, но и видеоизображение, голос, графику и т.д.

Компьютерные сети принято относить к распределенные (децентрализован-ным) вычислительным системам, т.е. к системам, имеющим несколько центров обра-ботки данных. К распределенным системам относятся также мультипроцессорные компьютеры и многомашинные вычислительные комплексы.

В мультипроцессорных системах имеется несколько процессоров, решающих в текущий момент каждый свою задачу. Связаны процессоры через общую оператив-ную память. Сами процессоры не могут работать автономно. Им необходимы кроме ОЗУ общие периферийные устройства. Это недостаток.

Основное их достоинство – высокая производительность вычислений достиг-нутая за счет параллельной работы процессоров и высокая отказоустойчивость.

Многомашинная система – это вычислительный комплекс, включающий в себя несколько компьютеров, а так же программное и аппаратное обеспечение, обеспечивающее работу всех компьютеров системы.

Работа многомашинной системы определяется высокоскоростным механизмом связи процессоров и системным программным обеспечением, предоставляющей дос-туп пользователям и приложениям ко всем ресурсам системы. Программное обеспечение в них построено так, что оно занимается распределением нагрузки между компьютерами системы. При отказе одного компьютера система передает его функции другому обеспечивая тем самым большую отказоустойчивость.

Кроме этого многомашинные системы позволяют достичь высокой производи-тельности за счет параллелизации процесса вычислений, причем производитель-ность системы резко повышаются, если задачи, решаемые в компьютерах, информа-ционно слабо связаны. Отличительной особенностью многомашинных систем являя-ется то, компьютеры в них имеют более слабую связь между собой, чем процессоры в многопроцессорной системе.

В вычислительных сетях программные и аппаратные связи ещё более слабые, а автономность обрабатывающих блоков достаточно сильно развита. Каждый компьютер в сети может работать полностью автономно под управлением своей операционной системы. Связь между компьютерами в сети осуществляют специальные блоки – сетевые адаптеры.

Какие же преимущества дает пользователю вычислительная сеть?

Прежде всего пользователь имеет возможность использовать выделенные ресурсы других компьютеров в сети. Однако одними адаптерами здесь не обойтись. Необходимо дополнительно иметь программно-аппартные модули, которые бы постоянно находились бы в режиме ожидания запросов с других компьютеров. Обычно такие модули называют программными серверами. В сетевые операционные системы должны быть снабжены специальными программными модулями, которые вырабатывают запросы на доступ к удаленным ресурсам. Такие модули называют программными клиентами.

Пара модулей «клиент-сервер» обеспечивает совместный доступ к ресурсам другого компьютера. Это файловая служба.

В любой сети таких служб несколько: файловая служба, служба печати, служба электронной почты, служба удаленного доступа и т.д.

Понятия клиент или Сервет относятся и к компьютерам в сети. Если компьютер предоставляет ресурсы то он сервер, если потребляет – клиент. В одноранговых сетях один и тот же компьютер чаще всего бывает и сервером и клиентом.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Классификация вычислительных сетей | Уровни организации жизни на Земле.


Дата добавления: 2016-10-26; просмотров: 169;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2017 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.