Определение вычислительной системы

Вычислительная система (которая для краткости будет часто называться просто системой) есть соединение аппаратных компонентов (центральный процессор, процессоры ввода-вывода, память, периферийные устройства, интерфейсы) и программных компонентов (программы, составляющие операционную систему). Все эти компоненты часто называются ресурсами системы. Каждый компонент имеет собственные атрибуты, которые мы будем называть параметрами системы (даже если они не могут быть выражены отдельными числами; примером могут служить алгоритмы, по которым работает компонент). Следует, однако, заметить, что идентификация компонентов или ресурсов, входящих в систему, неоднозначна. Так как эта идентификация в значительной степени произвольна, она будет определяться соображениями удобства и поэтому может изменяться от исследования к исследованию даже для одной и той же системы.

Некоторые проблемы возникают при попытке точно определить границы вычислительной системы. Относительно включения в нее операционной системы сомнений возникать вроде бы не должно. Однако операционную систему можно определить как «набор ручных и автоматических процедур, которые позволяют группе людей эффективно использовать вычислительную установку». Таким образом, операторы (персонал), обычно выполняющие такие ручные операции, как пуск машины, и.т.д. должны быть также включены в состав операционной системы. Присутствие людей в составе системы, подлежащей оценке, делает оценку более сложной и создает соблазн игнорировать их наличие. Впрочем, часто производительность системы настолько сильно зависит от расторопности ее операторов, что их присутствие никак нельзя игнорировать.

Таким образом, вычислительная система — это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих компьютеров (процессоров), периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенных для подготовки и решения задач пользователя. Необходимо понимать разницу между компьютерами и информационной системой: компьютеры оснащены специальными программными системами, являются технической базой и инструментом для информационных систем.

В узком смысле под ВС понимают совокупность технических средств, в которую входит не менее двух процессоров, связанных общей системой управления и использования общесистемных ресурсов (память, периферийные устройства, программное обеспечение и т. п.).

В более широком смысле — это взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации.

Классификация ВС по разным признакам: по методу управления, по типу применяемых ЭВМ, по степени территориальной разобщенности, по назначению и др 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 т. д.

Параллелизм в вычислениях в значительной степени усложняет управление вычислительным процессом, использование технических и программных ресурсов. Эти функции выполняет операционная система ВС.

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, режимам работы, методам управления элементами системы, степени разобщенности элементов вычислительной системы и др. Однако основными из них являются признаки структурной и функциональной организации вычислительной системы.

По назначению вычислительные системы делят на универсальные и специализированные. Универсальные системы предназначаются для решения самых различных задач. Специализированные системы ориентированы на решение узкого класса задач.

По типу вычислительные системы можно разделить на многомашинные и многопроцессорные ВС.

По типу ЭВМ или процессоров, используемых для построения ВС, различают однородные и неоднородные системы. Однородные системы предполагают комплексное использование однотипных ЭВМ (процессоров), неоднородные — разнотипных.

По степени территориальной разобщенности вычислительных модулей ВС делятся на системы совмещенного (сосредоточенного) и распределенного (разобщенного) типов.

По методам управления элементами ВС различают централизованные, децентрализованные и со смешанным управлением.

По принципу закрепления вычислительных функций за отдельными ЭВМ (процессорами) различают системы с жестким и плавающим закреплением функций.

По режиму работы ВС различают системы, работающие в оперативном и неоперативном временных режимах. Первые, как правило, используют режим реального масштаба времени.