Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой, и необходимых для их эксплуатации документов.
Все программное обеспечение (ПО) по характеру использования и категориям пользователей подразделяется на 2 класса:
- утилитарные программы;
- программные продукты (или изделия).
Утилитарные программы («программы для себя») предназначены для удовлетворения нужд их разработчиков.
Программные продукты предназначены для удовлетворения потребностей пользователей широкого распространения и продажи.
Программный продукт – комплекс взаимосвязанных программ для решения определенной проблемы (задачи) массового спроса, подготовленный к реализации как любой вид промышленной продукции.
Программные продукты можно разделить на три класса:
1) системное программное обеспечение;
2) инструментарий технологии программирования;
3) пакеты прикладных программ.
Системное программное обеспечение ЭВМ (System Software).
Системное программное обеспечени е – это совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютеров и сетей ЭВМ.
Системные программы выполняются вместе с прикладными программами и служат для управления ресурсами компьютера – центральным процессором, памятью, устройствами ввода-вывода. Это программы общего пользования. Системное ПО разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы.
 |
Рисунок. Схема системного программного обеспечения.
Операционная система (ОС) – предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ. Она выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера с одной стороны и выполняемыми программами, а также пользователем – с другой.
ОС обычно хранится во внешней памяти компьютера – на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и называется загрузкой ОС.
Функции ОС:
- осуществление диалога с пользователем;
- ввод-вывод и управление данными;
- планирование и организация процесса обработки программ;
- распределение ресурсов (оперативной памяти, процессора, внешних устройств);
- запуск программ на выполнение;
- всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
- передача информации между различными внутренними устройствами;
- программная поддержка работы периферийных устройств (монитора, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера, мыши и др.).
ОС для ПК делятся:
- одно и многозадачные (в зависимости от возможного числа запускаемых и выполняемых прикладных процессов);
- одно и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с ОС);
- несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.
Наиболее распространенные ОС (фирмы-разработчики: IBM, Microsoft, Unisys, Nowell):
1) MS DOS – предназначена для 16-ти разрядных ПК.
2) ОС Windows:
а) Windows-95 – 32-разрядная многозадачная и многопоточная ОС с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями;
б) Windows-98 – ОС объединена с браузером IntExplorer, улучшенная совместимость с аппаратными средствами;
в) WindowsNT – 32 разрядная ОС, многозадачность, надежность, многопроцессорная поддержка, защита и др.;
г) Windows-2000 – ОС для разных ПК от портативных до серверов;
д) Packet (Windows CE) – ОС для мобильных вычислительных устройств, таких как карманные компьютеры, цифровые пейджеры, сотовые телефоны и др.
3) ОС Unix – многозадачная ОС, способная обеспечить одновременную работу очень большого количества пользователей. Ядро ОС Unix написано на языке высокого уровня Си и имеет только около 16% кода на ассемблере. Это позволяет очень просто переносить ОС Unix на другие аппаратные платформы и достаточно легко вносить в нее серьезные изменения и дополнения.
4) ОС Linux – очень мощная система, и при этом она бесплатная. Разработчик ОС Линус Торвальдс разработал не саму ОС, а только ее ядро, подключив уже имеющиеся компоненты. А уже сторонние компании стали насыщать ОС утилитами и прикладным ПО.
Наибольшее распространение сегодня имеют следующие операционные системы для персональных компьютеров: OS/2 во всех модификациях (IBM), MS DOS и Windows во всех модификациях (Microsoft), Unix во всех модификациях.
Операционная система MS DOS (фирма Microsoft) появилась в 1981 г. В настоящее время существуют версии 6.22 и 7.0 (в составе Windows 95), а также ее разновидности других фирм-разработчиков (DR DOS, PC DOS). Сегодня эта операционная система установлена на подавляющем большинстве персональных компьютеров. Начиная с 1996 г. MS DOS распространяется в виде Windows 95 — 32-разрядной многозадачной и многопоточной операционной системы с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями.
Операционная система OS/2 разработана фирмой IBM для персональных компьютеров на основе системной прикладной архитектуры, ранее используемой для больших ЭВМ. Это многозадачная, однопользовательская, высоконадежная операционная система, обеспечивающая как текстовый, так и графический интерфейс пользователя. OS/2 обеспечивает:
· поддержку графического интерфейса пользователя;
· одновременную обработку нескольких приложений;
· многопоточную обработку нескольких задач одного приложения;
· 32-разрядную обработку данных;
· сжатие данных при записи на магнитные диски;
· защиту памяти.
Важной особенностью операционной системы OS/2 является высокопроизводительная файловая система HPFS (High Perfomance File System), имеющая преимущества для серверов баз данных, поддержка мультипроцессорной обработки – до 16 процессоров типа INTEL и PowerPC. Версия OS/2 Warp работает с мультисредой и имеет встроенный доступ в сеть Internet, систему распознавания речи VoiceType, интегрированную версию Lotus Notes Mail для передачи через Internet почты. В OS/2 могут выполняться прикладные программы Windows 3.1 и Win32s, но не могут выполняться приложения, работающие в среде Windows 95/98 или Windows NT. Спецификация Open 32 позволяет поставщикам программного обеспечения переносить его на новую платформу.
Операционная система Unix является перспективной многопользовательской и многозадачной системой, созданной корпорацией Bell Laboratory. Данная операционная система реализует принцип открытых систем и широкие возможности по комплексированию в составе одной вычислительной системы разнородных технических и программных средств.
Unix обладает наиболее важными качествами, такими, как:
· переносимость прикладных программ с одного компьютера на другой;
· поддержка распределенной обработки данных в сети ЭВМ;
· сочетаемость с процессорами RISC.
По этой причине Unix получила широкое распространение для суперкомпьютеров, рабочих станций и профессиональных персональных компьютеров и имеет большое количество версий, разработанных различными фирмами.
Наиболее традиционное сравнение ОС осуществляется по следующим характеристикам процесса обработки информации:
· управление памятью (максимальный объем адресуемого пространства, типы памяти, технические показатели использования памяти);
· функциональные возможности вспомогательных программ (утилит) в составе операционной системы;
· наличие компрессии диска;
· возможность архивирования файлов;
· поддержка многозадачного режима работы;
· поддержка сетевого программного обеспечения;
· наличие качественной документации;
· условия и сложность процесса инсталляции.
Замечание. Утилиты – (от латинского utilitas - польза) – программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования, аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т.п.).
Сетевое программное обеспечение предназначено для организации совместной работы группы пользователей на разных компьютерах. Оно позволяет:
- организовать общую файловую структуру;
- организовать общие базы данных, доступные каждому члену группы;
- обеспечить возможность передачи сообщений и работы над общими проектами;
- обеспечить возможность разделения ресурсов.
Основные функции сетевых ОС:
- управление каталогами и файлами;
- управление ресурсами;
- коммуникационные функции;
- защита от несанкционированного доступа;
- обеспечение отказоустойчивости;
- управление сетью.
В настоящее время наибольшее распространение получили три основные сетевые ОС — UNIX, последние версии ОС Windows NT (Windows NT, Windows 2000, Windows XP), Novell Netware.
Замечание (новые материалы). Современные операционные системы (ОС), как правило, являются системами со встроенными сетевыми функциями, т.е. включают не только средства управления локальной работой компьютера, но и средства для управления работой компьютеров в сети. Такие ОС называют сетевыми операционными системами. Таковы, например, ОС UNIX, Windows NT, Windows XP.
Различают сетевые функционально несимметричные ОС (для систем "клиент/сервер") и одноранговые ОС. В первых из них имеются отдельные части для серверов и клиентов, во вторых совмещены функции, характерные как для серверов, так и для клиентов.
Средства ОС, обеспечивающие доступ к определенному типу ресурсов через сеть, называют сетевой службой.
К основным функциям сетевых ОС относят управление каталогами и файлами; управление ресурсами; коммуникационные функции; защиту от несанкционированного доступа; обеспечение отказоустойчивости; управление сетью.
Управление каталогами и файлами в сетях заключается в обеспечении доступа к данным, физически расположенным в других узлах сети. Управление осуществляется с помощью специальной сетевой файловой системы, считающейся частью ОС. Файловая система позволяет обращаться к файлам путем применения привычных для локальной работы языковых средств. При обмене файлами должен быть обеспечен необходимый уровень конфиденциальности обмена (секретности данных).
Управление ресурсами включает обслуживание запросов на предоставление ресурсов, доступных по сети, реализуется сетевыми службами.
Коммуникационные функции обеспечивают адресацию, буферизацию, выбор направления для движения данных в разветвленной сети (маршрутизацию), управление потоками данных и др.
Защита от несанкционированного доступа — важная функция, способствующая поддержанию целостности данных и их конфиденциальности. Средства защиты могут разрешать доступ к определенным данным только с некоторых терминалов, в оговоренное время, определенное число раз и т.п. У каждого пользователя в корпоративной сети могут быть свои права доступа с ограничением совокупности доступных директорий или списка возможных действий, например, может быть запрещено изменение содержимого некоторых файлов.
Отказоустойчивость характеризуется сохранением работоспособности системы при воздействии дестабилизирующих факторов. Отказоустойчивость обеспечивается применением для серверов автономных источников питания, отображением или дублированием информации в дисковых накопителях. Под отображением обычно понимают наличие в системе двух копий данных с их расположением на разных дисках, но подключенных к одному контроллеру. Дублирование отличается тем, что для каждого из дисков с копиями используются разные контроллеры. Очевидно, что дублирование более надежно. Дальнейшее повышение отказоустойчивости связано с дублированием серверов, что однако требует дополнительных затрат на приобретение оборудования.
Управление сетью связано с применением соответствующих протоколов управления. В большинстве случаев в сетевом программном обеспечении реализуются протоколы ICMP и SNMP из стека TCP/IP, реже используется протокол CMIP (Common Management Information Protocol) из семиуровневой модели протоколов ISO.
Сетевая ОС распределена по узлам сети. Имеется ядро ОС, выполняющее большинство из охарактеризованных выше функций, дополнительные программы (службы), ориентированные на реализацию протоколов верхних уровней, выполнение специфических функций для коммутационных серверов, организацию распределенных вычислений и т.п. К сетевому программному обеспечению относят также драйверы сетевых плат. Для каждого типа ЛВС разработаны разные типы плат и драйверов, внутри каждого типа ЛВС может быть много разновидностей плат с разными характеристиками интеллектуальности, скорости, объема буферной памяти.
Многие функции прикладного программного обеспечения оказываются общими для ряда приложений. Тогда они реализуются в виде стандартных процедур, связь с ними образует прикладной программный интерфейс (API) и обращения к ним называют системными вызовами. Примеры системных вызовов: послать (send), получить (receive), протестировать (test), создать (create) и т.п.
Операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для обеспечения общения пользователя с командами ОС. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя.
Наиболее популярные операционные оболочки ОС Windows: Norton Commander, Far, Windows Commander, Norton Navigator, XTree Cold 4.0 и др.
Термин «утилита» происходит от английского слова utility — полезный.
Утилиты можно рассматривать как «развитые» внешние команды операционной системы, имеющие хорошо организованный графический интерфейс, ориентированный на работу с мышью. Они служат для расширения возможностей ОС (предоставление различного сервиса), а их функции носят специализированный характер.
Системные утилиты – это обслуживающие программы вспомогательного назначения.
Под утилитами обычно понимаются небольшие программки, призванные выполнить какое-то несложное, но полезное действие. Например, произвести проверку или дефрагментацию диска, проанализировать жесткий диск на наличие битых секторов или разметить его на новые логические диски.
В принципе, под описание системных утилит подходит множество. Приведем некоторые из них.
Skype chat helper —бесплатный помощник по очистке ненужных индивидуальных сообщений, созданный исключительно для программы Skype.
USB Disk Security — бесплатная программа, способная обеспечить 100% защиты от вирусов, переносимых сменными носителями.
IObit Protected Folder — небольшая утилита для защиты файлов и папок от нежелательного обнаружения, чтения или внесения изменений другими пользователями.
AIDA32 — профессиональная, бесплатная программа диагностирующая оборудование и анализирующая системную конфигурацию компьютера.
WinRAR — очень маленькое, гибкое и лёгкоe в использовании приложение для работы с архивами.
7-Zip — бесплатный кроссплатформенный архиватор с открытым исходным кодом. Как и более известные конкуренты 7-Zip поддерживает большинство современных форматов архивов и собственный формат 7z (с высоким коэффициентом компрессии).
Process Explorer – бесплатное приложение, способное произвести мониторинг и предоставить пользователю наиболее детальную и точную информацию о запущенных в данный момент на компьютере процессах.
Password Cracker – бесплатный инструмент восстановления забытых паролей, позволяет отображать символы скрываемые под звёздочками.
WinSetupFromUSB — простое и бесплатное приложение, позволяющее создать загрузочную USB-флешку для установки операционной системы.
JetFlash Recovery Tool — бесплатный инструмент для восстановления USB-флешек JetFlash, Transcend, A-DATA.
Сервисное программное обеспечение по функциональному признаку подразделяется на:
- программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств в компьютере;
- программы - драйверы;
- программы – упаковщики (архиваторы);
- антивирусные программы;
- программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;
- программы восстановления информации, форматирования;
- коммуникационные программы;
- программы для управления памятью;
- программы обслуживания сети;
- программы для записи CD-ROM и др.
Эти программы часто называют – утилитами (утилиты – (от латинского utilitas - польза) – программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования, аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т.п.). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности ОС, либо решают самостоятельные важные задачи.
Инструментарий технологии программирования.
Обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты этого класса поддерживают все технологические этапы:
- проектирование;
- программирование (кодирование);
- отладка;
- тестирование создаваемых программ.
Пользователями технологии программирования являются системные и прикладные программисты.
Инструментарий технологии программирования – совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программ. (Структурная схема инструментария технологии программирования (рисунок).
Выделяют следующие группы инструментальных средств технологии программирования:
1) средства для создания приложений:
- локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ;
- интегрированные среды разработчиков программ;
2) CASE-технология (Computer – Aided System Engineering), представляющая собой методы анализа, проектирования и создания программных систем и предназначенных для автоматизации процессов разработки и реализации информационных систем.
Языки программирования – формализованный язык для описания алгоритма решения задачи на компьютере.
Классификация языков программирования:
- машинные языки (языки программирования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера – машинные коды);
- машинно-ориентированные языки (ассемблеры);
- алгоритмические языки – (не зависящие от архитектуры компьютера) – Паскаль, Фортран, Бейсик и др.;
- процедурно-ориентированные языки – где имеется возможность описания программы как совокупности процедур;
- проблемно-ориентированные языки – предназначенные для решения задач определенного класса – Лисп, Симула и др.;
- интегрированные системы программирования.
 |
Рисунок. Структурная схема инструментария технологии программирования.
Программа, подготовленная на языке программирования высокого уровня, проходит этап трансляции. Трансляторы реализуются в виде компиляторов и интерпретаторов.
Компилятор – (от англ. compiler – составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется.
Интерпретатор – (от англ. interpreter - истолкователь) переводит и выполняет программу построчно.
После компиляции, ни сама исходная программа, ни компилятор более не нужны. После обработки интерпретатором программа должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном запуске.
Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые – проще исправлять и изменять.
Пакеты прикладных программ (ППП).
ППП – это комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной обрасти.
ППП могут быть разделены на два больших класса:
- ППП общего назначения;
- ППП специального назначения.
К ППП общего назначения можно отнести наиболее распространенные программные продукты, такие как текстовые и табличные процессоры, графические редакторы, системы управления базами данных, различные интегрированные пакеты и др.
Текстовый редактор – программа, используемая специально для ввода и редактирования текстовых данных (Word).
Графический редактор – это программа, предназначенная для автоматизации процессов построения на экране дисплея графических изображений (Corel Draw).
Табличный процессор – комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для обработки электронных таблиц (Excel, Lotus).
Система управления базами данных (СУБД) – система программного обеспечения, позволяющая обрабатывать обращения к базе данных, поступающие от прикладных программ конечных пользователей (FoxPro, Access, Paradox).
Интегрированные пакеты - набор нескольких программных продуктов, объединенных в единичный удобный инструмент (MS Office).
ППП специального назначения предназначены для решения задач в некоторой предметной области. На сегодняшний день широко известны такие программные среды для проведения научно-технических расчетов как MathCad, MathLab, Mathematic и др.
Лекция № 8.
Принципы фон Неймана.
Со времен появления в 40-х годах 20 века первых электронных цифровых вычислительных машин технология их производства была значительно усовершенствована. Благодаря развитию интегральной технологии существенно улучшились их характеристики, значительно снизилась стоимость. Однако, несмотря на успехи, достигнутые в области технологии, существенных изменений в базовой структуре и принципах работы вычислительных машин не произошло.
Так, в основу построения подавляющего большинства современных компьютеров положены общие принципы функционирования вычислительных устройств, сформулированные еще в 1945году американским ученым Джоном фон Нейманом.
Согласно фон Нейману, для того чтобы ЭВМ была универсальным и эффективным устройством обработки информации, она должна строиться в соответствии со следующими принципами:
1) Информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы (элементы) информации, называемые словами.
Использование в ЭВМ двоичных кодов продиктовано в первую очередь спецификой электронных схем, применяемых для передачи, хранения и преобразования информации. В этом случае конструкция ЭВМ предельно упрощается, и ЭВМ работает наиболее надежно (устойчиво). Совокупность нолей и единиц (битов информации), используемые для представления отдельных чисел, команд и т.п., рассматриваются как самостоятельные информационные объекты и называются словами. Слово обрабатывается в ЭВМ как одно целое – как машинный элемент информации.
2) Разнотипные слова информации хранятся в одной и той же памяти и различаются по способу использования, но не по способу кодирования.
Все слова, представляющие числа, команды и др. объекты, выглядят в ЭВМ совершенно одинаково, и сами по себе неразличимы. Только порядок использования слов в программе вносит различия в программу.
3) Слова информации размещаются в ячейках памяти машин и идентифицируются номерами ячеек, называемыми адресами слов.
Структурно основанная память состоит из перенумерованных ячеек. Ячейка памяти выделяется для хранения значения величины. Чтобы записать слово в память, необходимо указать адрес ячейки, отведенной для хранения соответствующей величины. Чтобы выбрать слово из памяти (прочитать его), следует опять же указать адрес ячейки памяти. Т.е. адрес ячейки, в которой хранится величина или команда, становится машинным идентификатором (именем) этой величины или команды.
4) Алгоритм представляется в форме последовательности управляющих слов, называемых командами, которые определяют наименование операции и слова информации, участвующие в операции. Алгоритм, представленный в терминах машинных команд, называется программой.
В общем случае алгоритм в ЭВМ представляется в виде упорядоченной последовательности команд следующего вида:
вв...в вв…в вв…в … вв…в 
КОП 
... 
где в - двоичная переменная, принимающая значение 0 или 1.
Определенное число первых разрядов команды характеризует код операции (КОП) последующие наборы двоичных переменных (вв...в) определяют адреса операндов, участвующих в операции, заданной кодом КОП.
5) Выполнение вычислений, предписанных алгоритмом, сводится к последовательному выполнению команд в порядке, однозначно определяемом программой.
Первой выполняется команда, заданная пусковым адресом программы, обычно этот адрес первой команды программы. Адрес следующей команды определяется в процессе выполнения текущей команды и может быть адресом следующей по порядку команды. Процесс вычислений продолжается до тех пор, пока не будет выполнена команда, предписывающая прекращение вычислений.
II семестр
Перечисленные принципы функционирования ЭВМ предполагают, что компьютер должен иметь следующие устройства:
- арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;
- устройство управления (УУ), которое организует процесс выполнения программы;
- запоминающее устройство (ЗУ), или память для хранения программ и данных;
- внешние устройство для ввода (устройство ввода) и вывода (устройства вывода) информации.
При рассмотрении компьютерных устройств принято различать их архитектуру и структуру.
Под архитектурой ЭВМ понимают ее логическую организацию, состав и назначение ее функциональных средств, принципы кодирования и т.п., т.е. все то, что однозначно определяет процесс обработки информации на данной ЭВМ.
Структура ЭВМ – совокупность элементов компьютера и связей между ними.
Общая структура процессорных устройств обработки информации.
В современных информационных системах машинной обработки информации предполагает последовательно-параллельное во времени решении вычислительных задач. Это возможно при наличии определенной организации вычислительного процесса. В вычислительных системах принята система диспетчерирования.
Каждая вычислительная задача, поступающая в вычислительную систему, может быть рассмотрена как некоторая заявка на обслуживание. Последовательность вычислительных задач во времени создает поток заявок. В соответствии с требованиями на организацию вычислительного процесса происходит перераспределение поступающих задач в соответствии с принятой схемой диспетчерирования.
Обобщенная структура вычислительной системы
ВС
О1
О2
ON
где ИВЗ – информационно-вычислительная заявка;
D – диспетчер;
О – очередь заявок на обслуживание;
ЭВМ – каналы обслуживания;
ВС – вычислительная система.
Порядок обработки ИВЗ.
С помощью диспетчера D1 реализуется обоснование поступившей заявки и постановка ее в очередь О1….ON, которые реализованы на ячейках оперативной памяти. Диспетчер D2 выбирает из очередей заявку на обслуживание, т.е. передает вычислительную задачу для обработки на ЭВМ. Процесс выбора заявки из множества в соответствии с преимуществами на обслуживание называется – диспетчирированием. При этом инициируется соответствующая программа, реализующая вычислительный алгоритм решения задачи. При отсутствии заявок в очередях диспетчер D2 переключает процессоры ЭВМ в состояние ожидания.
Диспетчеры D1 и D2 реализуются программным путем и представляют собой управляющие программы.
Лекция № 9.
Методы описания вычислительных систем.
Зачастую поток вычислительных заявок и по времени носит случайный характер, и сами задания заранее неизвестны (например, для системы обслуживания заказов в билетных кассах, заранее не известно: какие билеты будут заказаны; какое их количество будет заказано; на какую цену и т.д.).
Методом решения таких задач является теория массового обслуживания (математическая теория вероятности), или теория очередей.
Представим данную систему как систему с дискретными состояниями и непрерывным временем. Дискретное состояние означает, что в каждый момент времени строго определено время поступления заявок, количество ЭВМ (каналов обслуживания), количество заданий в очереди.
Предпосылки создания модели вычислительной системы:
1. В системе протекают Марковские случайные процессы, т.е. для любого моменты времени его вероятностные характеристики не зависят от того, как система пришла в это состояние (например, процесс набора телефонного номера).
2. Потоки событий являются простейшими, т.е. характеризуются стационарностью, ординарностью, беспоследействием.
Стационарность – состояние, при котором вероятностные характеристики не меняются с течением времени.
Ординарность – означает, что события появляются поодиночке.
Беспоследействие – появление одной заявки не зависит от появления другой.
3. Число заданий в очереди не ограничено, но конечно.
Граф состояний системы обслуживания
Рис.Граф состояний системы обслуживания:
стрелками обозначены переходы системы из одного состояния в другое.
Характеристики потока заявок.
l – среднее количество заявок, поступивших в единицу времени (интенсивность поступления заявок в вычислительную систему);
m – интенсивность потока обслуживания (или интенсивность обслуживания канала), 
,
где tобсл – среднее время обслуживания.
Моменты поступления вычислительных заявок и длительность их обработок случайны.
S 0 – состояние системы, когда нет заданий;
S 1 – в системе одно задание, и оно обрабатывается на ЭВМ1;
S 2 – в системе два задания, и они обрабатываются на ЭВМ1 и ЭВМ2;
…………
Sn – в системе n заданий, и они обрабатываются на ЭВМ1 … ЭВМn;
Sn+1 – в системе (n +1) задание, одно из них стоит в очереди.
pi (t) – вероятность нахождения системы в i - том состоянии; 
, где v – число возможных состояний (
). Равенство говорит о том, что достоверно известно, что система находится в каком-то из этих состояний.
Необходимо найти pi, тогда мы сможем определить все остальные характеристики.
- вероятность состояния системы, когда нет заявок,
где 
– плотность потока вычислительных заявок;
n – количество ЭВМ (каналов обслуживания).
, 
.
.
– это выражение показывает, что образовалась очередь длительностью j, 
где m – длина очереди.
– среднее число занятых каналов.
– среднее число заданий в очереди.
– среднее время пребывания заданий в очереди.
Существует метод статистических испытаний, метод Монте-Карло, когда создается модель системы на компьютере, вводятся задания и статистически обрабатываются.
Лекция № 10.
Формы обработки информации.
По мере развития вычислительной техники совершенствуются и формы ее использования. Существуют разнообразные способы доступна и общения с ЭВМ. Индивидуальный и коллективный доступ к вычислительным ресурсам зависит от степени их концентрации и организационных форм функционирования.
Централизованные формы применения вычислительных средств применялись до того, как стали массово использовать персональные ЭВМ (ПЭВМ).
Централизованные формы применения вычислительных средств предполагают их сосредоточение в одном месте и организацию информационно-вычислительных центров (ИВЦ) индивидуального и коллективного пользования.
Деятельность таких центров характеризовалась обработкой больших объемов информации, использованием нескольких ЭВМ, квалифицированным персоналом обслуживания техники и разработки программного обеспечения.
Особенностью такой формы обработки информации являются сложность и трудоемкость налаживания быстрой, бесперебойной связи, большая загруженность ВЦ информацией (т.к. велик ее объем), регламентация сроков выполнения операций, организация безопасности системы от возможного несанкционированного доступа.
Основная отрицательная черта централизованной обработки - отрыв конечного пользователя (например: экономиста, плановика и т.д.) от технологического процесса обработки информации.
Децентрализованные формы использования вычислительных ресурсов начали формироваться во второй половине 80-х годов, когда появились ПЭВМ. Децентрализация предусматривает размещение ПЭВМ в местах возникновения и потребления информации, где создаются автономные пункты, ее обработки. К ним относятся абонентские пункты и автоматизированные рабочие места (АРМ).
В настоящие время существуют три вида технологий децентрализованной обработки данных.
Первый - основывается на ПК, не объединенных в локальную сеть (данные хранятся в отдельных файлах и на отдельных дисках). Эту форму называют с мешанной формой обработки, она все чаще применяются в настоящее время на крупных предприятиях и организациях. В начале работы в машины загружаются программы и различные информационные массивы (справочные и т.п.). Затем ведется обработка поступившей информации и получение каких-либо результатных показателей. А затем массивы объединяются для получения сводных показателей и передаются в центры обработки и хранения информации. Для получения показателей производится перезапись информации на ПК. Недостатки: отсутствие взаимоувязки задач, невозможность обработки больших объемов информации, низкая защита от несанкционированного доступа.
Второй: ПК, объединенные в локальную сеть. Это ведет к созданию единых файлов данных (но эта форма обработки информации не рассчитана на большие объемы информации).
Третий: ПК, объединенные в локальную сеть, в которую включаются специальные серверы (с режимом "клиент-сервер").
Распределенная форма обработки данных основана на распределении функций обработк