Лекция 2. Тема: Архитектура аппаратного обеспечения информационных систем (ИС)

Тема: Архитектура аппаратного обеспечения информационных систем (ИС). Персональные системы.

План

1. Понятие архитектуры системы.

2. Требования, предъявляемые к аппаратному (техническому) обеспечению информационных систем.

3. Структура аппаратного обеспечения.

4. Элементы аппаратного обеспечения ИС.

5. Персональные системы (PS).

6. Класс решаемых задач на PS.

Ключевые слова

Архитектура, компьютер, система, режим реального времени, компьютерная система (КС), многомашинная КС, многопроцессорная КС, персональные системы, процессор, память, внешние устройства, аппаратное обеспечение, программное обеспечение.

1. Понятие архитектуры системы.

Сложность современных компьютеров закономерно привела к понятию архитектуры компьютера и компьютерных систем (КС), охватывающий комплекс общих вопросов её построения, существенных в первую очередь для пользователя, интересующегося главным образом возможностями компьютера и КС.

Архитектура системы – совокупность свойств системы, существенных для пользователя.

Архитектурные средства компьютера и система её программного обеспечения образуют компьютерную систему. КС – совокупность одного или нескольких компьютеров или процессоров, программного обеспечения и периферийного оборудования, организованная для совместного выполнения информационно-вычислительных процессов.

2. Требования, предъявляемые к аппаратному обеспечению ИС.

Аппаратное обеспечение ИС включает в себя различные технические средства (HardWare), используемые для выполнения информационного обслуживания и управления, а именно компьютер, периферийные устройства, сетевое оборудование некоторых вспомогательных систем (например, измерительных), поддерживающих проектирование.

Используемые в ИС аппаратурные средства должны обеспечивать:

· выполнение всех необходимых проектных процедур, для которых имеется соответствующие ПО;

· взаимодействие между разработчиками и компьютером, поддержку интерактивного режима работы;

· взаимодействие между членами коллектива, работающими над общим проектом.

Первое из этих требований выполняется при наличие в ИС компьютеров и компьютерных систем с достаточными производительностью и ёмкостью памяти.

Второе требование относится к пользовательскому интерфейсу и выполняется за счет включения в ИС удобных средств ввода-вывода данных и прежде всего устройств обмена графической информацией.

Третье требование обусловливает объединение аппаратных средств ИС в компьютерную сеть.

Кроме того, к ИС предъявляются следующие требования: гибкость, надежность, эффективность, безопасность.

Для современных КС важно само информационное обслуживание пользователей, сервис и качество этого обслуживания.

3. Структура аппаратного обеспечения.

Укрупненная блок-схема классического компьютера показана на рис. 1.

Рис.1. Блок-схема компьютера.

4. Элементы аппаратного обеспечения.

1. Процессор ( центральныйпроцессор - CPU) – основной вычислительный блок компьютера, содержит важнейшие функциональные устройства:

· Устройствоуправления с интерфейсом процессора (системой сопряжения и связи процессора с другими узлами машины);

· Арифметико-логическое устройство;

· Процессорную память.

Процессор является устройством, выполняющим все функции элементарной вычислительной машины.

2. Оперативная память – запоминающее устройство, используемое для оперативного хранения и обмена информацией с другими узлами машины.

3. Канал связи (внутримашинный интерфейс) служит для сопряжения центральных узлов машины с её внешними устройствами.

4. Внешние устройства обеспечивают эффективного взаимодействие компьютера с окружающей средой: пользователями, объектами управления, другими машинами. В состав внешних устройств обязательно входят внешняя память и устройства ввода-вывода.

Компьютерная система может строится на основе нескольких компьютеров – многомашинных КС, либо отдельных процессоров – многопроцессорных КС.

Компьютерные системы бывают:

· однородные;

· неоднородные.

Однородная КС строится на основе однотипных компьютеров или процессоров, позволяет использовать стандартные наборы программных средств, типовые протоколы (процедуры) сопряжения устройств. Их организация значительно проще, облегчается обслуживание систем и их модернизация.

Неоднородные КС включают в свой состав различные типы компьютеров или процессоров. При построении системы приходится учитывать их различные технические и функциональные характеристики, что существенно усложняет создание и обслуживание таких систем.

Компьютерные системы работают:

· в оперативном режиме (on-line);

· в неоперативном режиме (off-line).

Оперативные системы функционируют в реальном масштабе времени, в них реализуется оперативный режим обмена информацией – ответы на запросы поступают незамедлительно. В неоперативных КС допускается режим «отложенного ответа»,когда результаты выполнения запроса можно получить с некоторой задержкой (иногда даже в следующем сеансе работы системы).

Различают КС с централизованным и децентрализованным управлением. В первом случае управление выполняет выделенный компьютер (хост компьютер) или процессор, во втором – эти компоненты равноправны могут брать управление на себя.

Кроме того, КС могут быть:

· территориально – сосредоточенными (все компоненты размещены в не- посредственной близости друг от друга);

· распределенными (компоненты могут располагаться на значительном расстоянии, пример – компьютерные сети);

· структурно – одноуровневыми (имеется лишь один общий уровень обработки данных);

· многоуровневыми (иерархическими) структурами. В иерархических КС машины или процессоры распределены по разным уровням обработки информации, некоторые машины (процессоры) могут специализироваться на выполнении определенных функций. Наконец, как уже указывалось, КС делятся на:

o одномашинные;

o многомашинные;

o многопроцессорные;

Рис. 2. Иерархическая структура КС.

КС – направлены на решение задач конкретной области применения. К техническим средствам информационных систем следуют отнести компьютерные сети.

Совокупность компьютеров, объединенных сетью передачи данных образуют компьютерную сеть (рис.3).

Ядром является базовая сеть передачи данных (СПД), которая состоит из каналов и узлов связи.

Узлы связи принимают данные и передают их в направлении, обеспечивающем доставку данных пользователю.

Компьютер подключается к узлом базовой сети передачи данных, чем обеспечивается возможность обмена данными между любыми парами компьютеров. К компьютеру пользователи подключаются через терминалы.

По степени географического местонахождения сети делятся на локальные (LAN – Local Area NetWork), глобальные (WAN) и городские (MAN), и по принадлежности организациям выделяют корпоративные сети.

СПД – сеть передачи данных.

УС – узел связи.

К – компьютер.

Т – терминал.

Рис. 3. Структурная схема компьютерной сети.

4. Персональные системы.

В мировой компьютерной технике в настоящее время наблюдается интенсивное развитие персональных компьютеров (ПК) за счет новых архитектурных решений и увеличения тактовой частоты микропроцессоров до 300 МГц. Увеличилось до 16 Мбайт емкость основной памяти, до 100 Мбайт емкость ЗУ на жестких магнитных дисках, уменьшаются размеры ПК, появились переносимые модели ПК (карманные ПК, компьютерные блокноты и т.д.), широкое развитие получили разработка и производство плат профессиональной ориентации ПК, в комплект ПК включаются средства его подключения к локальным сетям.

Создаются новые операционные системы для персональных систем, поддерживающие многозадачные и многопользовательские режимы и сетевое взаимодействие ПК, различные функциональные пакеты программ. Большое внимание удаляется улучшению графических аппаратурных и программных средств, имеющих первостепенное значение для развития различных АРМ.

Основу для перспективных персональных систем создают новые высокопроизводительные микропроцессоры, например, такие, как 16 – разрядный 80286 и 32 – разрядный 80386, используемые, в частности, в серии «Персональные системы» PS/2 фирмы IBM, которая рассматривается как новый этап в развитии персональных компьютеров.

Таблица 1.

Характеристики персональных систем IBM PS.

Модель	Микро-процессор (тактовая частота)	Максимальная производительность	Емкость памяти, Мбайт	Гибкий диск	Емкость ЗУ на жестких дисках, Мбайт	Операционная система (ОС)
Номи-нальная	Расши-ренная	Размер, мм	Емкость, Мбайт
PS/2-60		До 2 раз (РС АТ)				1,44	44,70	PS DOS 3.3 OS/2
PS/2-80	(20 МГц)	До 3.5 раз (РС АТ)				1,44	44,70	PS DOS 3.3 OS/2
PC AT	(8 МГц)	_________	0,256	0,512		1,2		PS DOS 3.0 3.1;3.2

В таб. 1 приведены характеристики моделей персональных систем РS/2.

Важным достоинством моделей РS/2 являются развитые графические средства сочетающие встроенную графическую аппаратуру и графический интерфейс пользователя на основе программ Windows, что стал новым графическим стандартом для ПК. Эти графические средства VGA(Video Grafics Array – видеографическая матрица) имеет разрешающую способность 640х480 элементов отображения, причем все машины, снабжены цветными дисплеями.

В РS/2 примененья 32/16 битная шина расширения – «Микроканал».

Наиболее полно вычислительные и графические возможности моделей персональных систем РS/2 раскрываются при работе в среде многозадачной операционной системы OS/2, позволяющей МП 80286 и 80386 адресовать память максимальной емкости (16 Мбайт).

Особенностью персональных систем является возможность работы в многозадачном режиме. Многозадачный режим позволяет выполнять вычисления одновременно по нескольким программам (многопользовательский режим), совмещение во времени работы нескольких устройств машины возможное в таком режиме, позволяет существенно увеличить эффективное быстродействие персональных систем.

Многопользовательский режим – формаобслуживания, при которой возможен одновременный доступ нескольких независимых пользователей к вычислительным ресурсом мошной (PS) персональной системе.

Здесь запросы сильно разносятся во времени их обработки, требуют в первую очередь сокращения времени ожидания пользователем результата выполнения коротких программ, для чего применяют различные методы квантования времени, удаляемого процессором для выполнения отдельных программ.

Системы многопользовательского режима с квантованным обслуживанием называются системами с разделением времени.

Контрольные вопросы и задания.

1. Дайте определение понятию архитектуры системы.

2. Что такое компьютер и компьютерные системы? Каковы их разновидности?

3. Какие требования предъявляются к аппаратному обеспечению КС?

4. Приведите примеры структур технических средств информационной системы и определите состав входящих в него устройств.

5. Какие задачи решают компьютерные системы?

6. Что образует компьютерную сеть?

7. В чем особенность персональных систем?

8. Что означает многопользовательский режим?

9. Объясните понятия «процессор», «оперативная память», «внешние устройства».

10. Назовите известные Вам персональные системы.

Литература 1,5,7,14,15.
Лекция 3.

Тема: Деловой документооборот офисных систем и их прикладные программы.

План.

1. Классификация автоматизированной системы делопроизводства (АСД).

2. Определение электронного документооборота.

3. Требования, предъявляемые к системе электронного документооборота.

4. Создание, хранение и манипулирование электронными документами.

5. Основные компоненты АСД.

6. Прикладные программы офисных пакетов. Стандартные и профессиональные программы.

Ключевые слова

Делопроизводство, электронные документы, системы управления документами, хранение, распознавание, поиск документов, инструментальные среды, интерфейсы, сервер, прикладные программы, офисные пакеты, стандартные программы, профессиональные программы, масштабируемость, открытость.

Внедрение компьютерных технологий в профессиональную деятельность человека позволило обеспечить большую надежность, эффективность, гибкость и простоту работы с информацией по сравнению с бумажной технологией.

Деловой документооборот офисных систем в последние годы осуществляют с использованием автоматизированных систем делопроизводства (АСД). АСД по своему назначению классифицируют на системы управления документами (СУД), управления документооборотом (СДО), управления знаниями (в сфере делопроизводства) и инструментальные среды делопроизводства. В соответствии с другими критериями классификации системы делопроизводства делят на специализированные и комплексные, локальные и распределенные, фактографические и документографические (полнотекстовые), заказные и тиражируемые.

Системы управления документами служат для обеспечения санкционированного доступа к документам и выполняют следующие функции:

· ввод документов, в частности, с помощью средств их автоматического распознавания;

· индексирование документов, например, оформление регистрационных карточек с полями для атрибутов; возможно атрибутивное индексирование (к атрибутам относятся автор документа, дата создания и ключевые слова или полнотекстовое индексирование, в индекс заносят весь текст, но без предлогов и окончаний некоторых слов);

· хранение документов;

· поиск нужных данных, который может быть атрибутивным в фактографических базах данных или полнотекстовым в случае слабоструктурированных документов;

· поддержка групповой работы над документами;

· разграничивание прав доступа к документам;

· контроль за версиями документов и управление ими, регламентирующие внесение в них изменений;

· сбор и анализ статических данных по параметрам документов и функционированию системы;

· подготовка отчетов.

Системы управления документооборотом служат для управления процессами прохождения и обработки документов в соответствующих подразделениях и службах организации. Они выполняют следующие функции:

· регистрация документов при их вложении в систему;

· маршрутизация документов, учет их движения (маршрутизация может быть жесткий при фиксированных маршрутах или свободной); управление потоками документов обеспечивает прохождение документов по заданному маршруту с контролем внесения в них резолюций, управление внесением изменений включает систему приоритетов, средства протоколирования изменений;

· контроль исполнения предписываемых документами действий;

· защита информации при её передаче между пунктами распределенной системы;

· автоматическое уведомление соответствующих лиц о состоянии документов и содержащихся в них директив и рекомендаций;

· планирование работ, связанных с прохождением документов.

К системам управления знаниями в области делопроизводства относят системы, выполняющие функции, характерные для интеллектуальных систем. Примеры таких функций: классификация документов по тем или иным признакам; взаимное связывание документов, например с помощью гипертекста; тематический отбор документов; интеграция данных, поступающих от различных источников; аналитическая обработка данных; моделирование деловых процессов.

Инструментальные среды в системах делопроизводства служат для формирования АСД, адаптированных к условиям конкретного предприятия или учреждения. Часто такое формирование проводится путем дополнения некоторого базового компонента в состав системы входит соответствующий язык расширения.

Кроме перечня решаемых задач выделяют следующие свойства и характеристики АСД:

· открытость, определенные программные интерфейсы и форматы данных для обмена с другими информационными системами;

· мобильность для инсталляции на ведущих платформах;

· модульное построение, что обеспечивает масштабируемость, возможность эволюционного развития, адаптируемость, возможность внедрения;

· пользовательский интерфейс;

· быстродействие, временные затраты на выполнение задач;

· уровень защиты информации;

· соответствие стандартам информационных технологий;

· операционные среды и используемые СУБД, требования к аппаратным ресурсам;

· перенос документов по мере их устаревания на более дешевые носители.

Основными компонентами СУД и СДО являются электронный архив, система маршрутизации документов и контроля исполнения, модули сопряжения с прикладными программами, средства ввода информации с бумажных носителей.

В крупных АСД предусматривается распределенное хранение с доступам к документам в режимах как off-line, так и on-line. В случае off-line пользователь формирует запрос в виде совокупности ключевых слов и направляет его средствами электронной почты (E-mail) на сервер, СДО выдает список релевантных документов, пользователь выбирает из списка нужные документы и посылает вторичный более конкретный запрос, получая по E-mail запрошенные документы. В случае on-line используется связь в реальном времени, документ вызывается на экран монитора и пользователь может непосредственно его просматривать и редактировать.

Современные корпоративные системы делопроизводства являются распределенными, с архитектурой «клиент-сервер». На серверной стороне находят применение серверы БД, полнотекстовые документов, электронной почты, приложений, SQL и WEB-серверы. На клиентской стороне могут выделятся рабочие места пользователей, администратора и разработчиков БД, информационно-поисковых систем, форм документов и т.п.

К широко известным СДО и АСД относятся Lotus Notes/Domino, Docs Open, ДЕЛО-96 и др. Lotus Notes/Domino послужила основной для многих разработок СУД и СДО, в том числе для систем, предлагаемых компаниями Intretrust, Computer Age и другими на российском рынке.

Прикладные программы офисных систем

Как известно, основа любого офиса – это документ. Документы могут быть разными: простые тексты, готовые к печати сверстанные публикации, электронные таблицы и множество других. Подготовкой всех этих видов документов и занимаются программы, входящие в офисные пакеты. Самые популярные программы, предназначенные для создания и редактирования документов – редакторы. Самый популярный Microsoft Office (король офисов) состоит из текстового редактора Microsoft Word, электронной таблицы Microsoft Excel, программы для подготовки презентаций Microsoft Power Point, программы управления базами данных Microsoft Access и ряда вспомогательных программ поменьше.

Офисные программы – это программы для подготовки документов. Ваш ОФИС вы сформируете самостоятельно из тех программ, которые вам больше по душе. Microsoft Office – мощное и многофункциональное оружие, умело пользуясь которым, можно серьезно облегчить рутинную работу по подготовке, хранению и обороту разнообразных документов.

Полная версия Microsoft Office умещается на 5 компакт-дисках. В его состав входит около двух десятков отдельных программ. Три из них включены во все варианты Microsoft Office:

· стандартные программы;

· профессиональные программы;

· бизнес приложения.

1. Стандартные программы.

· Microsoft Word – многофункциональный текстовой редактор (который при случае может послужить для верстки текстов, изготовления WWW – страниц и прочего);

· Microsoft Excel – программа для создания и обработки электронных таблиц;

· Microsoft Outlook – мощнейший офисный менеджер, сочетающий в себе программу электронной почты, программу для создания и отправки факсов, Планировщик Встреч и Контактов, записную книжку и многое другое. Большинство достоинств Outlook проявляется только при работе с локальной сетью – для Интернета она слабо приспособлена.

2. Профессиональные программы.

Эти компоненты включены только в «профессиональную» версию Microsoft Office.

· Microsoft Access – программа для создания и редактирования баз данных.

· Microsoft Power Point – программа для подготовки презентаций, включающих графические, текстовые, звуковые и даже видео-элементы.

· Microsoft Publisher – программа верстки и дизайна текстовых публикаций.

· Microsoft Front Page – программа для создания и дизайна страниц Интернета.

3. Бизнес приложения.

В составе Office 2003 появились программы новички – почти все они относятся к «бизнес-классу» и будут включены лишь в состав самых дорогих и полных версий Microsoft Office.

· One Note 2003 – приложения для записи заметок и управления ими. Используя эту новую программу, можно записывать, упорядочивать и повторно использовать заметки на переносном, настольном или планшетном компьютере.

· Info-Path 2003 – программа для сбора данных и управления ими - упрощает процесс сбора сведений.

· Project 2003 – бизнес-система для управления проектами.

· Visto 2003 – программа для создания «деловой графики» - от небольших и компактных схем, которые раньше приходилось конструировать в Word до мощных систем связанных друг с другом диаграмм, «деревьев» и графиков.

Базовой пакет Microsoft Office сегодня комплектуется пакетами обновлений SRI. Он поставляется вместе с лицензированными версиями Microsoft Office в виде отдельных файлов, либо в составе самого комплекта.

В состав OpenOffice входят следующие компоненты:

· Writer (текстовой процессор и редактор HTML).

· Calc (электронные таблицы).

· Draw (графический редактор).

· Impress (система презентаций).

· Редактор формул.

· Модуль доступа к данным.

По своим возможностям OpenOffice.org вполне сопоставим с известным MS-Office. Вы можете без проблем загружать документы MS-Office (Word, Excel, Powerpoint), редактировать их и сохранять как в оригинальном формате, так и в формате OpenOffice.org. Основное ограничение состоит в том, что OpenOffice.org не исполняет макросы в этих документах. Но они сохраняются и вы можете их использовать при работе с MS-Office. На наш взгляд подобная возможность является большим достижением, так как форматы файлов MS Office являются закрытыми (Microsoft не публикует их).

OpenOffice.org находится в постоянной разработке и многие его возможности постоянно улучшаются.

OpenOffice.org ведет свое происхождение от офисного пакета StarOffice,разработанного немецкой фирмой StarDivision в середине 90-х годов. Осенью 1999 года корпорация Sun купила StarDivision. В июне 2000 года, уже под торговой маркой SUN вышел StarOffice 5.2 под MS Windows, Linux и Solaris.

13 октября 2000 года были открыты исходные тексты StarOffice (за исключение кода некоторых модулей, разработанных третьими фирмами), и этот день официально считается днем рождения OpenOffice.org.

В настоящее время над кодом OpenOffice.org работают программисты корпорации SUN. Sun Microsystems, Inc в основном и финансирует деятельность проекта OpenOffice.org.

OpenOffice.org – это, пожалуй, один из самых известных open source проктов. Этот пакет офисных приложений давно и успешно используется как одно из основных приложений на Linux-системах. Однако до недавнего времени в мире Windows этот офисный пакет не был особенно популярным.

Причин тому было несколько, и самая важная – не очень хорошая совместимость с форматами файлов, которые используются в Microsoft Office. Даже если предположить, что у пользователя на начало работы с OpenOffice.org нет никаких документов Word и Excel, которые необходимо было бы дорабатывать или просто использовать, все равно когда-нибудь необходимость сохранения файла в формате от Microsoft обязательно возникает.

Контрольные вопросы.

1. Дайте определение понятию «электронный документооборот».

2. Какие основные требования предъявляются к системе электронного документооборота (ЭД)?

3. Что такое масштабируемость ЭД?

4. Для чего служат системы управления документами?

5. Какие функции выполняют системы управления знаниями?

6. Приведите основные характеристики автоматизированной системы делопроизводства.

7. Зачем необходимы инструментальные среды в системе делопроизводства?

8. Перечислите известные прикладные пакеты офисных программ.

9. Определите главные компоненты системы управления документами.

10. Какие программы являются профессиональными?

Литература: 1,5, 13,16.

Дата добавления: 2014-01-11