Автор Анна Евкова
Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Состав и свойства вычислительных систем. Информационное и математическое обеспечение вычислительных систем (Классификация)

Содержание:

Введение

Вычислительные машины за свою долгую историю прошли интенсивный и масштабный путь, отмеченный нередкими сменами поколений ЭВМ. Активный прогресс науки и интеграция человеческой мысли во все новые сферы вкупе с решением разнообразных проблем все время порождает поток вопросов и ставит новые, чаще всего усложненные, задачи. Во времена первых компьютеров казалось, что рост их быстродействия даст возможность устранить немало проблем, но гигафлопная производительность современных суперЭВМ в настоящее время является явно недостаточной для многих ученых. Электро- и гидродинамика, сейсморазведка и прогноз погоды, моделирование химических соединений, анализ виртуальной реальности - это не полный список сфер науки, исследователи которых применяют любую возможность для повышения скорости реализации собственных программ.

Ключевым направлением развития ЭВМ является непрерывный рост производительности (быстродействия) и интеллектуальности вычислительных средств. Самым перспективным и динамичным направлением ускорения выполнения прикладных задач является повсеместная интеграция идей параллелизма в функционирование вычислительных систем (ВС).

Последующая эволюция вычислительной техники непосредственно касается перехода к параллельным вычислениям, с идеями разработки многопроцессорных систем и сетей, аккумулирующих немало отдельных процессоров и ЭВМ.

Термин вычислительная система возник в начале 60-х гг. при образовании ЭВМ III поколения. Данный период времени повлек за собой переход на новую элементную базу - интегральные схемы. Итогом этого стало возникновение новых технических решений: разделение процессов обработки данных и их ввода-вывода, множественный доступ и коллективное применение вычислительных ресурсов в пространстве и во времени. Возникли сложные режимы работы ЭВМ - многопользовательская и многопрограммная обработка. Отражая эти новшества, и возник термин “вычислительная система”, т.е. возможность создания параллельных ветвей в вычислениях, что не предполагалось классической структурой ЭВМ.

Разработка ВС преследует определенные цели: рост производительности системы ввиду повышения скорости процессов обработки данных, рост надежности и достоверности расчетов, оказание пользователям дополнительных сервисных услуг и пр.

Присутствие нескольких вычислителей в системе дает возможность совершенно по-новому решать проблемы надежности, достоверности результатов обработки, резервирования, централизации хранения и обработки данных, децентрализации управления и пр.

Сейчас спроектированы и протестированы немало разнообразных компьютеров, применяющих в собственной архитектуре какой-либо вид параллельной обработки данных. В научной литературе и технической документации можно найти более десятка разных наименований, определяющих только общие принципы работы параллельных машин: векторно-конвейерные, массивно-параллельные, компьютеры с широким командным словом, систолические массивы, гиперкубы, спецпроцессоры и мультипроцессоры, иерархические и кластерные компьютеры, dataflow, матричные ЭВМ и пр. Если к таким названиям для полноты описания добавить еще и сведения о таких ключевых характеристиках, как, например, организация памяти, топология связи между процессорами, синхронность работы отдельных устройств или способ реализации арифметических операций, то количество разных архитектур будет и вовсе необозримым.

Ключевые принципы построения, закладываемые при разработке ВС:

  • возможность функционирования в различных режимах;
  • модульность структуры технических и программных средств, что дает возможность модернизировать вычислительные системы без коренных их переделок;
  • унификация и стандартизация технических и программных решений;
  • иерархия в организации управления процессами;
  • способность систем к адаптации, самонастройке и самоорганизации;
  • снабжение соответствующим сервисом пользователей при осуществлении расчетов.

Цель курсовой работы – рассмотреть состав и свойства вычислительных систем.

Для реализации цели необходимо выполнить ряд задач, а именно:

- исследовать теоретические аспекты изучения вычислительных систем;

- проанализировать структуру вычислительных систем;

- рассмотреть информационное и математическое обеспечение вычислительных систем.

Предметом исследования данной курсовой работы являются технологии программирования.

Объектом исследования данной курсовой работы является вычислительная система.

Структура курсовой работы состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников.

  1. Теоретические аспекты изучения вычислительных систем

1.1 Основные понятия, используемые при изучении вычислительных систем

Вычислительная система - это комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и ПО, необходимая для подготовки и выполнения задач пользователей. Спецификой ВС по отношению к ЭВМ является присутствие в них нескольких вычислителей, осуществляющих параллельную обработку [1, c.15]. потоковый

Структура ВС - это сочетание комплексируемых компонентов и их связей. В роли компонентов ВС выступают отдельные ЭВМ и процессоры. В ВС, принадлежащих к категории больших систем, целесообразно рассматривать структуры технических, программных средств, структуры управления и т.д.

Ключевые понятия, применяемые в ВС, - это ЭВМ, центральный процессор (ЦП), программное обеспечение (ПО), канал ввода-вывода, устройство управления внешними устройствами (УУВУ) и периферийные устройства [3, c.14].

Сейчас под словом ЭВМ чаще всего понимают цифровые электронные машины, необходимые для автоматизации процесса обработки информации. ЭВМ нередко именуют компьютером. Термин компьютер означает вычислитель, т.е. устройство для вычислений. Это связано с тем, что первые ЭВМ разрабатывались исключительно для вычислений, т.е. должны были заменить механические вычислительные устройства (арифмометры). В настоящее время ЭВМ разделяются на суперЭВМ, миниЭВМ, микроЭВМ [5, c.24].

ЦП реализует непосредственное преобразование информации по определенной программе и управление взаимодействием компонентов ЭВМ. В состав ЦП включены центральное устройство управления, арифметико-логическое (операционное) устройство (АЛУ), внутренняя память процессора (регистровая, сверхоперативная, кэш-память).

ПО – комплекс программ, процедур и правил вкупе со связанной с этими компонентами документацией, дающей возможность применять ЭВМ для выполнения разнообразных задач. ПО дает возможность модернизировать организацию функционирования ВС для наилучшего использования ее возможностей; увеличить производительность и качество труда пользователя; адаптировать программы пользователя к ресурсам определенной ВС; расширить ПО ВС [7, c.132].

Каналы ввода-вывода необходимы для реализации операций ввода-вывода и осуществляют все двусторонние связи между оперативной памятью и процессором, с одной стороны, и многообразием периферийных устройств, с другой.

УУВУ реализует управление периферийными устройствами через селекторные (быстрые) и мультиплексные (медленные) каналы ввода-вывода. УУВУ бывают одиночные (управляющие функционированием одного внешнего устройства) и групповые (обсуживающие несколько однотипных внешних устройств, причем в каждый момент времени они обслуживают только одно внешнее устройство) [9, c.54].

Периферийные устройства, такие, как внешние запоминающие устройства (ВЗУ), реализуют хранение существенных массивов данных. Самое активное распространение получили ВЗУ на магнитных носителях (лентах и дисках).

1.2 Классификация вычислительных систем

Сейчас собран существенный практический опыт в создании и эксплуатации ВС самого различного пользования. Данные системы значительным образом отличаются между собой собственными возможностями и характеристиками. Есть немало признаков, по которым разделяют ВС: по целевому назначению и реализуемым функциям, по типам и количеству ЭВМ или процессоров, по архитектуре системы, режимам функционирования, методам управления элементами системы, степени разобщенности элементов ВС и т.д. Но ключевыми из них являются признаки структурной и функциональной организации ВС.

По назначению ВС разделяют на универсальные, проблемно-ориентированные и специализированные. Универсальные необходимы для выполнения широкого класса задач [11, c.45]. Проблемно-ориентированные применяются для выполнения установленного круга задач в достаточно узкой сфере. Специализированные направлены на выполнение узкого класса задач. Специализация ВС способна устанавливаться разнообразными средствами:

  • во-первых, сама структура системы (число параллельно функционирующих компонентов, связи между ними и пр.) может быть направлена на некоторые виды обработки данных: матричные вычисления, решение алгебраических, дифференциальных и интегральных уравнений и пр. Практика создания ВС типа суперЭВМ дала понять, что чем выше их производительность, тем уже класс эффективно выполняемых ими задач;
  • во-вторых, специализация ВС способна закладываться интеграцией в их состав специального оборудования и специальных пакетов обслуживания техники [13, c.76].

По типу ВС разделяются на многомашинные и многопроцессорные. Многомашинные (ММС) возникли исторически первыми. Уже при применении ЭВМ первых поколений появились задачи роста производительности, надежности и достоверности расчетов. Для данных целей применяли определенный комплекс машин. Положения электронного ключа (ЭК) осуществляли режим повышенной надежности. В данном случае одна из машин осуществляла вычисления, а другая состояла в “горячем” или “холодном” резерве, т.е. в готовности заменить основную ЭВМ. Положение 2 ЭК соответствовало случаю, когда обе машины реализовывали параллельный режим вычислений. Здесь вероятны два случая:

а) обе машины выполняют одинаковую задачу и время от времени проверяют результаты решения. Этим реализуется режим повышенной достоверности, а также снижается вероятность возникновения ошибок в результатах вычислений;

б) обе машины функционируют параллельно, но обрабатывают собственные потоки заданий. Возможность обмена данными между машинами сохраняется. Данная форма функционирования принадлежит к режиму повышенной производительности. Она интенсивно применяется в практике организации деятельности на крупных вычислительных центрах, снабженных несколькими ЭВМ хорошей производительности. Ключевые различия ММС состоят, прежде всего, в организации связи и обмена данными между ЭВМ комплекса. Каждая из них сохраняет возможность автономного функционирования и управляется своей ОС [15, c.80].

Любая другая аккумулируемая ЭВМ комплекса определяется как специальное периферийное оборудование. Исходя из территориальной разобщенности ЭВМ и применяемых средств сопряжения, реализуется разнообразная оперативность их информационного взаимодействия.

Многопроцессорные (МПС) строятся при комплексировании нескольких процессоров (рис. 1). В качестве общего ресурса они имеют общую оперативную память (ООП). Параллельная работа процессоров и применение ООП реализуются под управлением единой общей ОС.

По сравнению с ММС здесь реализуется максимальная оперативность взаимодейственных комплексов. Немало ученых полагают, что применение МПС является ключевым магистральным способом развития вычислительной техники новых поколений [17, c.82].

Но МПС обладают и значительными недостатками. Прежде всего, они связаны с применением ресурсов общей оперативной памяти. При существенном числе комплексируемых процессоров вероятно появление конфликтных ситуаций, когда несколько процессоров обращаются с операциями типа “чтение” и “запись” к одинаковым областям памяти. Кроме процессоров к ООП аккумулируются все каналы (процессоры ввода-вывода), средства измерения времени и т.д. Ввиду этого вторым серьезным недостатком МПС является проблема коммутации абонентов и доступа их к ООП. От того, как эффективно устраняются данные проблемы, и находится в зависимости качество использования МПС [19, c.56]. Данное решение реализуется аппаратурно-программными средствами. Процедуры взаимодействия существенно осложняют структуру ОС МПС. Накопленный опыт разработки данных систем позволяет сделать вывод о том, что они эффективны при малом количестве комплексируемых процессоров (2, 4 до 10).

Рисунок 1 – Многопроцессорные системы

По типу ЭВМ или процессоров, применяемых для разработки ВС, различают однородные и неоднородные системы. Однородные подразумевают комплексирование однотипных ЭВМ (процессоров), неоднородные – разнотипных. В однородных системах существенно облегчаются разработка и обслуживание технических и программных (прежде всего, ОС) средств. В них реализуется возможность стандартизации и унификации соединений и процедур взаимодействия компонентов системы [17, c.66]. Облегчается обслуживание систем, модернизация и их развитие. Также есть и неоднородные ВС, где комплексируемые элементы существенно отличаются по своим техническим и функциональным характеристикам. Чаще всего это связано с необходимостью параллельной реализации многофункциональной обработки. Так, при разработке ММС, обслуживающих каналы связи, лучше всего объединять в комплекс связанные, коммуникационные машины и машины обработки данных. В подобных системах коммуникационные ЭВМ реализуют функции связи, контроля получаемой и транслируемой информации, формирования пакетов задач и пр. ЭВМ обработки данных не занимаются не присущими им работами по реализации взаимодействия в сети, а все их ресурсы переключаются на обработку данных. Неоднородные системы находят применение и в МПС. Немало ЭВМ, в том числе и ПЭВМ, способны применять сопроцессоры: десятичной арифметики, матричные и пр.

По степени территориальной разобщенности вычислительных модулей ВС делятся на системы совмещенного (сосредоточенного) и распределенного (разобщенного) типов [19, c.81]. Чаще всего данное деление касается только ММС. Многопроцессорные системы принадлежат к системам совмещенного типа. Также, принимая во внимание успехи микроэлектроники, данное совмещение способно быть очень глубоким. При возникновении новых сверхбольших интегральных схем (СБИС) появляется возможность иметь в одном кристалле несколько параллельно функционирующих процессоров [21, c.41].

Совмещенные и распределенные ММС отличаются значительной оперативностью взаимодействия, исходя из удаленности ЭВМ. Время трансляции данных между соседними ЭВМ, соединенными простым кабелем, может быть сильно меньше времени передачи данных по каналам связи. Чаще всего все производимые ЭВМ имеют средства прямого взаимодействия и средства подключения к сетям ЭВМ. Для ПЭВМ подобными средствами являются нуль модемы, модемы и сетевые карты как элементы техники связи.

По методам управления компонентами ВС бывают централизованные, децентрализованные и со смешанным управлением. Кроме параллельных вычислений, осуществляемых компонентами системы, нужно выделять ресурсы на реализацию управления данными вычислениями. В централизованных за это отвечает главная, или диспетчерская, ЭВМ (процессор) [23, c.56]. Ее задачей являются распределение нагрузки между компонентами, выделение ресурсов, контроль их состояния, координация взаимодействия. Централизованный орган управления в системе может быть жестко закреплен или данные функции способны передаваться иной ЭВМ (процессору), что благоприятствует росту надежности системы. Централизованные системы имеют более простые ОС. В децентрализованных функции управления разделены между компонентами. Каждая ЭВМ (процессор) системы сохраняет известную автономию, а необходимое взаимодействие между элементами устанавливается по специальным наборам сигналов. С развитием ВС и, в частности, сетей ЭВМ интерес к децентрализованным системам постоянно растет. В системах со смешанным управлением совмещаются процедуры централизованного и децентрализованного управления. Перераспределение функций осуществляется в ходе вычислительного процесса исходя из сложившейся ситуации.

По принципу закрепления вычислительных функций за отдельными ЭВМ (процессорами) бывают системы с жестким и плавающим закреплением функций. Исходя из типа ВС, необходимо выполнять задачи статического или динамического размещения программных модулей и массивов данных, реализуя требуемую гибкость системы и эффективность ее работы [25, c.91].

По режиму работы ВС бывают системы, функционирующие в оперативном и неоперативном временных режимах. Первые, чаще всего, применяют режим реального масштаба времени. Данный режим характеризуется существенными ограничениями на время выполнения задач в системе и подразумевает высокую степень автоматизации процедур ввода-вывода и обработки данных. Максимальный интерес у исследователей всех рангов (проектировщиков, аналитиков и пользователей) вызывают структурные признаки ВС. От того, насколько структура ВС соответствует структуре выполняемых на данной системе задач, находится в зависимости эффективность использования ЭВМ в целом. Структурные признаки, в свою очередь, отличаются многообразием: топология управляющих и информационных связей между компонентами системы, способность системы к перестройке и перераспределению функций, иерархия уровней взаимодействия элементов. В максимальной степени степени структурные характеристики определяются архитектурой системы.

Таким образом, целесообразно сделать определенные выводы по данной главе.

Вычислительные системы берут свое начало несколько десятков лет назад. В настоящее время они интенсивно используются в самых разнообразных сферах науки и техники. Без вычислительных систем сложно представить жизнедеятельность человека в настоящее время.

Ввиду своего многообразия вычислительные системы можно классифицировать по ряду признаков, каждый из которых целесообразно использовать в зависимости от того или иного рода деятельности.

2. Состав вычислительных систем

2.1 Структура вычислительных систем

Упрощенная схема вычислительного процесса может быть описана следующим образом. По указанию устройства управления (УУ) управляющая информационная (команда) считывает из запоминающего устройства, передается в УУ и расшифровывается. Она устанавливает, какая операция и над какими данными должна быть реализована в АЛУ. Получив соответствующие указания и адреса, запоминающее устройство выдает требуемые числа в АЛУ, где они преобразуются. Результаты обработки пересылаются в ОЗУ на хранение. Окончательная результатная информация из ОЗУ при помощи устройств вывода приходит на дисплей, печатающее устройство или на машинный носитель [2, c.44].

Вычислительные системы имеют многоуровневую информационную организацию (рис. 2).

На I уровне системы располагаются ЦП, куда включены АЛУ, центральные устройства управления и внутренняя память процессоров (иногда сверхоперативная память СОП). Процессоров может быть несколько. Они могут быть универсальными и специализированными и отличаться своими функциональными возможностями. Здесь же присутствуют модули ОЗУ [4, c.7].

II уровень составляют процессоры ввода-вывода (каналы ввода - вывода), необходимые для реализации операций ввода – вывода и формируют все двусторонние связи между ОП и процессором, с одной стороны, и множеством разнообразных периферийных устройств – с другой. Каналы ввода – вывода дают возможность реализовать параллельную работу высокоскоростного ЦП и сравнительно медленно функционирующих устройств ввода – вывода с разными техническими характеристиками. При помощи данного построения исключается "жесткое" подключение периферийных устройств к ЦП. Канал ввода–вывода представляет собой самостоятельное в логическом отношении устройство, функционирующее по собственной программе, хранимой в памяти машины.

Рисунок 2 – Обобщенная структурная схема вычислительной машины

Каналы ввода – вывода универсальных, исходя из пропускной способности канала, режима его работы и свойств подключаемых периферийных устройств делятся на быстрые (селекторные - КС) и медленные (мультиплексные – КМ) [6, c.54].

Селекторный канал обладает высокой пропускной способностью и управляет обменом информации с ВЗУ. Данный канал дает возможность лишь одному из присоединенных к нему устройств ввода – вывода реализовать в данный момент операцию ввода – вывода.

Мультиплексный канал обеспечивает связь медленнодействующих устройств ввода–вывода с ЦП и допускает параллельное подключение нескольких устройств. Данный канал включает в свой состав несколько подканалов и может одновременно реализовать по одной операции в каждом подканале. Подканалом являются средства канала, необходимые для реализации операции ввода – вывода и связи с одним периферийным устройством. Информационные магистрали канала, по которым происходит обмен информацией, попеременно обслуживаются параллельно функционирующими устройствами ввода – вывода. Устройство ввода – вывода подключается к каналу на короткое время, необходимое для передачи или приема информации. Адаптер "канал – канал " необходим для обмена информацией между процессорами и различными модулями ОП и обеспечивает создание МПС или ММС вычислительного комплекса [8, c.25].

На III уровне находятся интерфейс ввода – вывода (устройство сопряжения) и УУВУ. Связь ЦП с внешними устройствами, как через селекторный, так и через мультиплексный каналы выполняется по универсальному стандартному принципу, состоящему в присутствии определенного набора сигналов и одной и той же временной диаграммы взаимодействия для всех внешних устройств независимо от их типа. При помощи стандартного сопряжения последовательность управляющих сигналов одинакова для всех устройств, связанных с одним каналом [10, c.61].

Возможность изменения конфигурации системы ввода- вывода достигается применением разнообразных типов УУВУ: одиночных, группового и разделенного.

Одиночные УУВУ используются для управления работой только одного внешнего устройства, например, устройства вывода на печать. Групповое УУВУ (ГрУУВУ) обслуживает несколько однотипных внешних устройств, причем в каждый момент времени оно обслуживает только одно ВУ, например, ВЗУ на магнитном диске. Разделенное УУВУ может быть подсоединено к двум каналам, однако на все время выполнения заданной операции ввода- вывода оно работает только с одним каналом [12, c.84].

ГрУУВУ конструктивно расположено в отдельной стойке, поэтому необходим малый интерфейс, унифицированная система связей и сигналов между УУВУ и соответствующими внешними запоминающими устройствами. Одиночное УУВУ, которое управляет работой одного устройства ввода-вывода, обычно размещается конструктивно в одной стойке с этим внешним устройством.

Интерфейс обеспечивает:

  • стандартную организацию выполнения операций ввода-вывода;
  • простоту программирования операций ввода-вывода;
  • возможность обмена информацией с несколькими ЭВМ;
  • возможность наращивания мощности по вводу-выводу [12, c.55].

В состав интерфейса входят совокупность унифицированных шин для передачи информации и система унифицированных сигналов, электронных схем и алгоритмов управления обменом информацией.

IV уровень составляет периферийные устройства. К ним относятся ВЗУ и устройства ввода-вывода.

В современных вычислительных системах можно выделить V уровень, который составляют абонентские пункты, аппаратура передачи данных и каналы связи. Этот уровень необходим при использовании ВС в системах распределенной обработки данных, вычислительных центрах коллективного пользования, вычислительных сетях.

Таким образом, в описанной многоуровневой структуре реализуется классическая фон-неймановская организация ВС и предполагает последовательную обработку информации по заранее составленной программе.

2.2 Информационное и математическое обеспечение вычислительных систем

Назначение подсистемы информационного обеспечения заключается в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.

Информационное обеспечение  — совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных [14, c.67].

Унифицированные системы документации  создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная цель — это обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. Разработаны стандарты, где устанавливаются требования:

·     к унифицированным системам документации;

·     к унифицированным формам документов различных уровней управления;

·     к составу и структуре реквизитов и показателей;

·     к порядку внедрения, ведения и регистрации унифицированных форм документов.

 Однако, несмотря на существование унифицированной системы документации, при обследовании большинства организаций постоянно выявляется целый комплекс типичных недостатков:

·     чрезвычайно большой объем документов для ручной обработки;

·     одни и те же показатели часто дублируются в разных документах;

·     работа с большим количеством документов отвлекает специалистов от решения непосредственных задач;

·     имеются показатели, которые создаются, но не используются, и др.

 Поэтому устранение указанных недостатков является одной из задач, стоящих при создании информационного обеспечения [16, c.91].

Схемы информационных потоков отражают маршруты движения информации и ее объемы, места возникновения первичной информации и использования результатной информации. За счет анализа структуры подобных схем можно выработать меры по совершенствованию всей системы управления.

В качестве примера простейшей схемы потоков данных можно привести схему, где отражены все этапы прохождения служебной записки или записи в базе данных о приеме на работу сотрудника — от момента се создания до выхода приказа о его зачислении на работу [16, c.32].

Построение схем информационных потоков, позволяющих выявить объемы информации и провести ее детальный анализ, обеспечивает:

·     исключение дублирующей и неиспользуемой информации;

·     классификацию и рациональное представление информации [18, c.24].

 При этом подробно должны рассматриваться вопросы взаимосвязи движения информации по уровням управления (см. тему 3, рис. 3.2). Следует выявить, какие показатели необходимы для принятия управленческих решений, а какие нет. К каждому исполнителю должна поступать только та информация, которая используется.

Методология построения баз данных основана на теоретических основах их проектирования. Для понимания концепции методологии приведем ключевые ее идеи в виде двух последовательно реализуемых на практике этапов:

1-й этап — обследование всех функциональных подразделении фирмы с целью:

·     понять специфику и структуру ее деятельности;

·     построить схему информационных потоков;

·     проанализировать существующую систему документооборота;

·     определить информационные объекты и соответствующий состав реквизитов (параметров, характеристик), описывающих их свойства и назначение [16, c.88].

 2-й этап — построение концептуальной информационно-логической модели данных для обследованной на 1-м этапе сферы деятельности. В этой модели должны быть установлены и оптимизированы все связи между объектами и их реквизитами. Информационно-логическая модель является фундаментом, на котором будет создана база данных.

Для создания информационного обеспечения необходимо:

·     ясное понимание целей, задач, функций всей системы управления организацией;

·     выявление движения информации от момента возникновения и до ее использования на различных уровнях управления, представленной для анализа в виде схем информационных потоков;

·     совершенствование системы документооборота;

·     наличие и использование системы классификации и кодирования;

·     владение методологией создания концептуальных информационно-логических моделей, отражающих взаимосвязь информации;

·     создание массивов информации на машинных носителях, что требует наличия современного технического обеспечения [18, c.77].

Математическое и программное обеспечение — совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств [20, c.13].

К средствам математического обеспечения относятся:

·     средства моделирования процессов управления;

·     типовые задачи управления;

·     методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.

 В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программные продукты, а также техническая документация.

К общесистемному программному обеспечению относятся комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных [22, c.55].

Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта [24, c.88].

Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико-математическую модель задачи, контрольные примеры.

Таким образом, структура вычислительной системы обладает характерной для себя сложностью, существенным количеством уровней. Стоит учесть, что состав вычислительной системы находится в зависимости от типа системы и ее масштаба.

Заключение

Повышение производительности ВС классической организации сдерживалась ограниченными возможностями элементной базы.

ЭВМ пятого поколения предполагает создание параллельных систем, имеющих их отличную от представленной выше структуру. Основой таких систем является большое количество элементарных процессоров, которые могут работать параллельно в различном сочетании. Подобные структуры получили название потоковых. Такое название связано с наличием потока команд – последовательности команд, выполняемых ВС, и потока данных - последовательности данных, обрабатываемых под управлением потока команд.

Отдельные ЭВМ включаются в ВС без проводов (с помощью радиоволн), что значительно расширило возможности их использования.

Модели машин пятого поколения ориентированы на потоковую архитектуру, на реализацию интеллектуального человеко-машинного интерфейса, обеспечивающего не только системное решение задач, но и способность машины к логическому мышлению, к самообучению, ассоциативной обработке информации и получению логических выводов. Предполагается, что общение человека с ЭВМ будет осуществляться на естественном языке, в т.ч. в речевой форме.

Таким образом, современные тенденции развития ВС приводит к коренной перестройке технологии производства практически во всех отраслях промышленности, коммерческой и финансово-кредитной деятельности и, как следствие, к повышению производительности и улучшению условий труда людей. Именно поэтому современный специалист должен владеть теоретическими знаниями в области информатики и практическими навыками использования вычислительной техники, систем связи и передачи информации, знать основы новых информационных технологий, уметь оценивать точность и полноту информации, влияющей на принятие управленческих решений.

Таким образом, была достигнута цель курсовой работы – рассмотрены состав и свойства вычислительных систем.

Для реализации цели был выполнен ряд задач, а именно:

- исследованы теоретические аспекты изучения вычислительных систем;

- проанализирована структура вычислительных систем;

- рассмотрено информационное и математическое обеспечение вычислительных систем.

Список использованной литературы

1. Алехин, В.А. Микроконтроллеры PIC: основы программирования и моделирования в интерактивных средах MPLAB IDE, mikroC, TINA, Proteus. Практикум / В.А. Алехин. - М.: ГЛТ , 2016. - 248 c.

2. Ашарина, И.В. Основы программирования на языках С и С++: Курс лекций для высших учебных заведений / И.В. Ашарина. - М.: ГЛТ, 2012. - 208 c.

3. Ашарина, И.В. Основы программирования на языках C и C++ / И.В. Ашарина. - М.: ГЛТ, 2012. - 208 c.

4. Биллиг, В.А. Основы программирования на С#: Учебное пособие / В.А. Биллиг. - М.: Бином, 2012. - 483 c.

5. Богачев, К.Ю. Основы параллельного программирования: Учебное пособие / К.Ю. Богачев. - М.: Бином, 2014. - 342 c.

6. Богачев, К.Ю. Основы параллельного программирования / К.Ю. Богачев. - М.: Бином, 2015. - 342 c.

7. Воскобойников, Ю.Е. Основы вычислений и программирования в пакете MathCAD PRIME: Учебное пособие / Ю.Е. Воскобойников и др. - СПб.: Лань, 2016. - 224 c.

8. Гулиа, Н.В. Основы вычислений и программирования в пакете MathCAD PRIME: Учебное пособие / Н.В. Гулиа, В.Г. Клоков, С.А. Юрков. - СПб.: Лань, 2016. - 224 c.

9. Дорогов, В.Г. Основы программирования на языке С: Учебное пособие / В.Г. Дорогов, Е.Г. Дорогова; Под общ. ред. проф. Л.Г. Гагарина. - М.: ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 224 c.

10. Зыков, С.В. Основы современного программирования. Разработка гетерогенных систем в Интернет-ориентированной среде: Учебное пособие / С.В. Зыков. - М.: ГЛТ, 2012. - 444 c.

11. Зыков, С.В. Основы современного программирования: Учебное пособие для вузов / С.В. Зыков. - М.: ГЛТ , 2012. - 444 c.

12. Карпов, Ю. Теория и технология программирования. Основы построения трансляторов / Ю. Карпов. - СПб.: BHV, 2012. - 272 c.

13. Карпов, Ю.Г. Теория и технология программирования. Основы построения трансляторов / Ю.Г. Карпов. - СПб.: БХВ-Петербург, 2012. - 272 c.

14. Колдаев, В.Д. Основы алгоритмизации и программирования: Учебное пособие / В.Д. Колдаев; Под ред. Л.Г. Гагарина. - М.: ИД ФОРУМ, ИНФРА-М, 2012. - 416 c.

15. Культин, Н. Основы программирования в Turbo C++ / Н. Культин. - СПб.: BHV, 2012. - 464 c.

16. Культин, Н.Б. Основы программирования в Turbo Delphi / Н.Б. Культин. - СПб.: BHV, 2012. - 384 c.

17. Культин, Н.Б. Основы программирования в Turbo C++ / Н.Б. Культин. - СПб.: BHV, 2013. - 464 c.

18. Кундиус, В.А. Теоретические основы разработки и реализации языков программирования / В.А. Кундиус. - М.: КноРус, 2013. - 184 c.

19. Маркин, А.В. Основы Web-программирования на PHP / А.В. Маркин. - М.: Диалог-МИФИ, 2012. - 252 c.

20. Маркин, А.В. Основы web-программирования на PHP / А.В. Маркин, С.С. Шкарин. - М.: Диалог-МИФИ, 2012. - 252 c.

21. Окулов, С.М. Основы программирования, перераб / С.М. Окулов. - М.: Бином, 2015. - 336 c.

22. Окулов, С.М. Основы программирования / С.М. Окулов. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012. - 336 c.

23. Семакин, И.Г. Основы алгоритмизации и программирования: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / И.Г. Семакин, А.П. Шестаков. - М.: ИЦ Академия, 2012. - 400 c.

24. Семакин, И.Г. Основы алгоритмизации и программирования. Практикум: Учебное пос. для студ. учреждений сред. проф. образования / И.Г. Семакин, А.П. Шестаков . - М.: ИЦ Академия, 2013. - 144 c.

25. Семакин, И.Г. Основы алгоритмизации и программирования: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / И.Г. Семакин, А.П. Шестаков . - М.: ИЦ Академия, 2013. - 304 c.

26. Фридман, А. Основы объектно-ориентированного программирования на языке СИ++ / А. Фридман. - М.: Горячая линия -Телеком, 2012. - 234 c.