Назначение и состав программного обеспечения вычислительных систем

Как известно, процесс проникновения информационных технологий практически во все сферы человеческой деятельности продолжает развиваться и углубляться.

Помимо уже привычных и широко распространенных персональных компьюте­ров, общее число которых достигло многих сотен миллионов, становится все боль­ше и встроенных средств вычислительной техники.

Пользователей всей этой раз­нообразной вычислительной техники становится все больше, причем наблюдается развитие двух вроде бы противоположных тенденций.

С одной стороны, инфор­мационные технологии все усложняются, и для их применения, и тем более даль­нейшего развития, требуется иметь очень глубокие познания.

С другой стороны, упрощаются интерфейсы взаимодействия пользователей с компьютерами. Ком­пьютеры и информационные системы становятся все более дружественными и понятными даже для человека, не являющегося специалистом в области инфор­матики и вычислительной техники.

Это стало возможным прежде всего потому, что пользователи и их программы взаимодействуют с вычислительной техникой посредством специального программного обеспечения.

В данной курсовой работе пойдет речь о назначении и составе программного обеспечения вычислительных систем.

В первой главе будет рассмотрено определение вычислительной системы, даны виды классификаций различных вычислительных систем.

Во второй главе будет рассмотрено понятие программного обеспечения, различные его уровни, конкретные программы с описаним области их назначения.

В заключении формулируются основные выводы по работе.

1 вычислительная Система и ее состав

1.1 Основные определения

Состав вычислительной системы называется конфигурацией. Аппаратные и программные средства вычислительной техники принято рассматривать отдельно.

Соответственно, отдельно рассматривают аппаратную конфигурацию вычислительных систем и их программную конфигурацию.

Такой принцип разделения имеет для информатики особое значение, поскольку очень часто решение одних и тех же задач может обеспечиваться как аппаратными, так и программными средствами.

Критериями выбора аппаратного или программного решения является производительность и эффективность. Обычно принято считать, что аппаратные решения в среднем оказываются дороже, зато реализация программных решений требует более высокой квалификации персонала.

К аппаратному обеспечению вычислительных систем относятся устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию.

Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют блочно-модульную конструкцию – аппаратную конфигурацию, необходимую для исполнения конкретных видов работ, можно собирать из готовых узлов и блоков.

По способу расположения устройств относительно центрального процессорного устройства (ЦПУ – Central Processing Unit, CPU) различают внутренние и внешние устройства.

Внешними, как правило, являются большинство устройств ввода-вывода данных (их также называют периферийными устройствами) и некоторые устройства, предназначенные для длительного хранения данных.

Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами.

Стандарты на аппаратные интерфейсы в вычислительной технике называют протоколами.

Таким образом, протокол – это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств для успешного согласования их работы с другими устройствами.

Вычислительная система (ВС) – это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, пери­ферийного оборудования и программного обеспечения, предназначен­ную для сбора, хранения, обработки и распределения информации.

От­личительной особенностью ВС по отношению к ЭВМ является наличие в них нескольких вычислителей, реализующих параллельную обработ­ку.

Создание ВС преследует следующие основные цели:

– повышение производительности системы за счет ускорения процессов обработки данных;

– повышение надежности и достоверности вычислений;

– предос­тавление пользователям дополнительных сервисных услуг и так далее.

Наличие нескольких вычислите­лей в системе позволяет совершенно по-новому решать проблемы надеж­ности, достоверности результатов обработки, резервирования, централи­зации хранения и обработки данных, децентрализации управления и так далее.

Основные принципы построения, закладываемые при создании ВС:

– возможность работы в разных режимах;

– модульность структуры технических и программных средств, что позволяет совершенствовать и 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;

– обеспечение необходимым сервисом пользователей при выполнении вычислений.

Структура ВС – это совокупность комплексируемых элементов и их связей. В качестве элементов ВС выступают отдельные ЭВМ и процессоры.

1.2 Классификация вычислительных систем

Существует большое количество признаков, по которым классифицируют вычислительные системы:

– по целевому назначению и вы­полняемым функциям,

– по типам и числу ЭВМ или процессоров,

– по архитектуре системы,

– по режимам работы,

– по методам управления элементами системы,

– по степени разобщенности элементов вычислительной системы.

Однако основными из них являются признаки струк­турной и функциональной организации вычислительной системы.

По назначению вычислительные системы делят на:

– универсальные,

– специализированные.

Универсальные предназначаются для ре­шения самых различных задач.

Специализированные системы ориен­тированы на решение узкого класса задач.

Специализация ВС может устанавливаться различными средствами:

Во-первых, сама структура системы (количество параллельно ра­ботающих элементов, связи между ними) может быть ориен­тирована на определенные виды обработки информации: матрич­ные вычисления, решение алгебраических, дифференциальных и интегральных уравнений.

Практика разработки ВС типа су­перЭВМ показала, что, чем выше их производительность, тем уже класс эффективно решаемых ими задач;

Во-вторых, специализация ВС может закладываться включением в их состав специального оборудования и специальных пакетов обслуживания техники.

1. Антонова Г.М., Байков А.Ю. Современные средства ЭВМ и Телекоммуникаций: Учеб. пособие для вузов. - М.: Academia, 2012. - 141 с.
2. Информатика: Учеб. для вузов/Под ред. В.В. Трофимова. - М.: Юрайт: Высш. образование, 2013. - 910 с.
3. Информационные системы и технологии в экономике и управлении: Учеб. для вузов/Под ред. В.В. Трофимова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Юрайт, 2012. - 521 с.
4. Корнеев И.К. и др. Информационные технологии: Учебник/Корнеев И.К., Ксандопуло Г.Н., Машурцев В.А. - М.: Проспект, 2013. - 224 с.
5. Максимов Н.В. и др. Современные информационные технологии: Учебник/Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. - М.: Форум, 2010. - 511 с.
6. Степанов А.Н. Информатика. Базовый курс: Учеб. пособие. - 6-е изд. - М. [и др.]: Питер, 2012. - 719 с.
7. Теория информационных процессов и систем: Учеб. для вузов/Советов Б.Я., Дубенецкий В.Я., Цехановский В.В., Шеховцов