Выбор и обоснование технических средств

При выборе электронной вычислительной машины (ЭВМ) необходимо руководствоваться рядом характеристик. К таким характеристикам относятся надежность, стоимостные затраты, производительность, простота использования и др. От значения указанных параметров зависит возможность работы с требуемыми программными средствами, а следовательно, и успех создания системы.

Сейчас на рынке существуют несколько классов ЭВМ: персональные компьютеры (ПК) и рабочие станции, серверы, мейнфреймы и кластерные архитектуры.

Класс ПК рабочих станций. Этот класс ПК из-за своей низкой стоимости очень быстро завоевали хорошие позиции на компьютерном рынке и создали предпосылки для разработки новых программных средств, ориентированных на конечного пользователя. Это прежде всего- «дружественные пользовательские интерфейсы», а также проблемно-ориентированные среды и инструментальные средства для автоматизации разработки прикладных программ.

Применение ПК стало более разнообразным. Помимо обычных для этого класса систем текстовых процессоров, даже средний пользователь ПК может теперь работать сразу с несколькими прикладными пакетами, включая электронные таблицы, базы данных и высококачественную графику. Адаптация графических пользовательских интерфейсов существенно увеличила требования пользователей ПК к соотношению производительность/стоимость. Широкое распространение систем мультимедиа прямо зависит от возможности использования высокопроизводительных ПК и рабочих станций с адекватными аудио - и графическими средствами, и объемами оперативной и внешней памяти.

Класс серверов. Прикладные многопользовательские коммерческие и бизнес-системы, включающие системы управления базами данных и обработки транзакций, крупные издательские системы, сетевые приложения и системы обслуживания коммуникаций, разработку программного обеспечения и обработку изображений все более настойчиво требуют перехода к модели вычислений «клиент-сервер» и распределенной обработке. В распределенной модели «клиент-сервер» часть работы выполняет сервер, а часть пользовательский компьютер (в общем случае клиентская и пользовательская части могут работать и на одном компьютере). Существует несколько типов серверов, ориентированных на разные применения: файл-сервер, сервер базы данных, принт-сервер, вычислительный сервер, сервер приложений. Таким образом, тип сервера определяется видом ресурса, которым он владеет (файловая система, база данных, принтеры, процессоры или прикладные пакеты программ).

С другой стороны, существует классификация серверов, определяющаяся масштабом сети, в которой они используются: сервер рабочей группы, сервер отдела или сервер масштаба предприятия (корпоративный сервер). Эта классификация весьма условна. Например, размер группы может меняться в диапазоне от нескольких человек до нескольких сотен человек, а сервер отдела может обслуживать от 20 до 150 пользователей. Очевидно, в зависимости от числа пользователей и характера решаемых ими задач требования к составу оборудования и программного обеспечения сервера, к его надежности и производительности сильно варьируются.

По уровню общесистемной производительности, функциональным возможностям отдельных компонентов, отказоустойчивости, а также в поддержке многопроцессорной обработки, системного администрирования и дисковых массивов большой емкости суперсерверы вышли в настоящее время на один уровень с мейнфреймами. Суперсерверы должны иметь достаточные возможности наращивания дискового пространства и вычислительной мощности, средства обеспечения надежности хранения данных и защиты от несанкционированного доступа. Кроме того, в условиях быстро растущей организации, важным условием является возможность наращивания и расширения уже существующей системы.

Класс мейнфреймов. Мейнфрейм- это синоним понятия «большая универсальная ЭВМ». Мейнфреймы и до сегодняшнего Дня остаются наиболее мощными (не считая суперкомпьютеров) вычислительными системами общего назначения, обеспечивающими непрерывный круглосуточный режим эксплуатации. Они могут включать один или несколько процессоров, каждый из которых, в свою очередь, может оснащаться векторными сопроцессорами (ускорителями операций с суперкомпьютерной производительностью). В нашем сознании мейнфреймы все еще ассоциируются с большими по габаритам машинами, требующими специально оборудованных помещений с системами водяного охлаждения и кондиционирования. Однако это не совсем так. Прогресс в области элементно-конструкторской базы позволил существенно сократить габариты основных устройств.

В архитектурном плане мейнфреймы представляют собой многопроцессорные системы, содержащие один или несколько центральных и периферийных процессоров с общей памятью, связанных между собой высокоскоростными магистралями передачи данных. При этом основная вычислительная нагрузка ложится на центральные процессоры, а периферийные процессоры обеспечивают работу с широкой номенклатурой периферийных устройств.

Главным недостатком мейнфреймов в настоящее время остается относительно низкое соотношение производительность/стоимость.

Класс кластерных архитектур. Двумя основными проблемами построения вычислительных систем для критически важных приложений, связанных с обработкой транзакций, управлением базами данных и обслуживанием телекоммуникаций, являются обеспечение высокой производительности и продолжительного функционирования систем.

Наиболее эффективный способ достижения заданного уровня производительности - применение параллельных масштабируемых архитектур. Задача обеспечения продолжительного функционирования системы три составляющих: надежность, готовность и удобство обслуживания. Все эти три составляющие предполагают, в первую очередь, борьбу с неисправностями системы, порождаемыми отказами и сбоями в ее работе. Эта борьба ведется по всем трем направлениям, которые взаимосвязаны и применяются совместно.

Повышение надежности основано на принципе предотвращения неисправностей путем снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, снижения уровня помех, облегченных режимов работы схем, обеспечение тепловых режимов их работы, а также за счет совершенствования методов сборки аппаратуры. Повышение уровня готовности предполагает подавление в определенных пределах влияния отказов и сбоев на работу системы с помощью средств контроля и коррекции ошибок, а также средств автоматического восстановления вычислительного процесса после проявления неисправности, включая аппаратную и программную избыточность, на основе которой реализуются различные варианты отказоустойчивых архитектур. Повышение готовности есть способ борьбы за снижение времени простоя системы.

Работа любой кластерной системы определяется двумя главными компонентами: высокоскоростным механизмом связи процессоров между собой и системным программным обеспечением, которое обеспечивает клиентам прозрачный доступ к системному сервису.

Рассмотрев и сравнив вышеперечисленные классы ЭВМ мы с полной уверенность можем исключить применение ЭВМ класса мейнфреймов и кластерной архитектуры для решения поставленной задачи, так как, во – первых, нам не нужны те мощности, которые реализуют на ЭВМ данных классов, во – вторых, затрат на покупку и обслуживание этих ЭВМ будут несоизмеримо велики по сравнению с положительным эффектом, полученным от их использования.

По способу распределения вычислительных ресурсов выделяют локальные и распределительные ЭИС. Локальная система использует одну ЭВМ, а в распределенной система организуется взаимодействие нескольких ЭВМ, соединенных между собой каналами связи. Распределенная ЭИС – это объединение информационных систем, выполняющих собственные, не зависимые друг от друга функции, с целью коллективного использования информационных фондов и вычислительных ресурсов этих систем.

Поскольку предполагается дальнейшее объединение в единую ИС данного комплекса задач с автоматизированными вариантами других задач, то при выборе ПЭВМ я остановилась на классе ПК и рабочих станций.

На основании широкого применения этих компьютеров в практике и, следовательно, относительной дешевизны, был сделан выбор в пользу ПЭВМ типа IBM PC и совместимых с ними. ПЭВМ этого класса обладает всеми необходимыми возможностями для эффективного решения задачи.

К основным достоинствам этих ПЭВМ, оказавшим решающее влияние на окончательный выбор, относятся:

-  низкая стоимость компьютеров по сравнению с ЭВМ других классов;

- простота использования, обеспеченная диалоговым взаимодействием с компьютером и широким использованием эти компьютеров, что предполагает возможность быстрого освоения ЭВМ;

- относительно высокие возможности по переработке информации;

-   относительно высокая надежность и простота ремонта, основанные на интеграции компонентов компьютера;

- возможность оснащения компьютера разными периферийными устройствами и программным обеспечением.

В итоге для работы АИС был выбран компьютер на базе IBM PC со следующей конфигурацией:

Процессор: Intel Pentium III

Жесткий диск: 20 Gb

ОЗУ: 256 Mb

Монитор: 15’

Принтер: HP LaserJet 1100