Способы обработки информации в вычислительных системах

Децентрализованная обработка информации. Децентрализованная обработка информации (ДОИ) (рис. 7.1) характерна для ранних этапов развития вычислительной техники (ВТ). Она определяется индивидуальным использованием средств ВТ, установленных непосредственно у пользователя.

ДОИ обладает следующими положительными качествами:
- пользователь имеет возможность решать свои задачи в любое удобное для него время;
- ВТ может быть заранее приспособлена к особенностям решаемых пользователем задач;
- нет потерь времени на передачу информации от пользователя к ЭВМ и обратно;
- программное обеспечение может быть существенно упрощено благодаря ориентации на индивидуальное использование ВТ.

При ДОИ у каждого пользователя имеется своя вычислительная техника, поэтому в целом для группы пользователей обеспечивается ее высокая работоспособность. Отказ из-за неисправности ЭВМ у одного пользователя не приводит к отказам у других пользователей.

Вместе с тем ДОИ имеет существенные недостатки, к числу которых относятся:
- самая высокая стоимость в сравнении с другими способами обработки информации;
- для полного удовлетворения потребностей пользователя в решении различных по сложности задач приходится ориентироваться на использование наиболее высокопроизводительных ЭВМ, хотя они не всегда будут полностью загружены.

Индивидуальное использование ВТ сопряжено с большими затратами на техническое и математическое обеспечение. Эти затраты настолько велики, что при ДОИ в качестве пользователя не может выступать отдельный человек, а лишь достаточно большая организация или предприятие.

Централизованная обработки информации. Централизованная обработка информации (ЦОИ)(рис. 7.1)характеризуется коллективным использованием ВТ, сосредоточенной в специальных вычислительных центрах (ВЦ).

Отделение пользователя от непосредственного контакта с ЭВМ при ЦОИ позволяет существенно сократить число пунктов обработки информации, значительно укрупнить последние и увеличить равномерность загрузки ЭВМ, установленных в этих пунктах.

При ЦОИ пользователи не нуждаются в профессиональном знании ВТ и должны лишь знать свои задачи, формулировка и решение которых может осуществляться специалистами ВЦ. Разделение на пользователей – постановщиков задач (непрофессионалов) и исполнителей – специалистов ВЦ позволяет за счет специализации поднять уровень и качество обработки информации на вычислительных центрах и снизить в конечном счете стоимость обработки информации по сравнению с ДОИ.

Однако ЦОИ по сравнению с ДОИ имеет существенный недостаток: сильно возрастают затраты времени и материальных ресурсов на организацию сети передачи информации от пользователей в ВЦ и обратно. Стоимость этой сети существенно возрастает с увеличением длины канала связи между пользователями и ВЦ и ростом скорости передачи информации в каналах связи. Кроме того, у пользователей должна быть установлена специальная аппаратура, позволяющая вести непосредственный обмен информацией с ЭВМ.

Распределенная обработка информации. Рассмотренные выше способы ДОИ и ЦОИ оказываются не перспективными с позиций массового применения ВТ. При ДОИ предъявляются чрезмерно высокие требования к стоимости ВТ, а при ЦОИ – к стоимости системы связи для обмена информацией между ВЦ и пользователями. В связи с этим в современных вычислительных системах применяется распределенная обработка информации (РОИ) (рис. 7.1), которая сочетает в себе главное достоинство ДОИ – минимальное требование по стоимости к системе связи с достоинством ЦОИ - минимальным требованием к стоимости вычислительных средств.

РОИсвязана с организацией коллективных вычислений, когда вычислительные средства всех пользователей решают единую сложную задачу. Как отмечалось в разделе 1, модель коллектива вычислителей строится на принципах параллельного выполнения большого числа операций переменной логической структуры, конструктивной неоднородности ее элементов и связей между ними.

Эта модель предполагает разбиение сложной задачи на подзадачи (задания), которые затем распределяются между вычислителями и решаются параллельно во времени. Структура сети обмена информацией в системе устанавливается в соответствии со структурой обмена информацией между заданиями.

РОИ характеризуется возможностью выполнения вычислений непосредственно в местах возникновения информации и обмена ею между всеми пользователями. Все средства ВТ всех пользователей объединены с помощью каналов связи в единую распределенную вычислительную систему с единым вычислительным ресурсом, который может быть использован для решения очень сложных задач.