Подсистема «Техническое обеспечение АИС»
Техническую базу функционирования АИС составляет подсистема «Техническое обеспечение». Подсистема «Техническое обеспечение АИС» — это совокупность технических средств, обеспечивающих реализацию технологического процесса ЭАИС по преобразованию и выдаче информации пользователям.
В состав подсистемы может быть включен следующий комплекс технических устройств и оборудования [42, 64]:• стандартный комплект ЭВМ;
• дополнительные периферийные устройства ЭВМ;
• средства передачи данных и связи;
• средства копирования, тиражирования и хранения информации, и др.;
Стандартный комплект ЭВМ. Сюда входят собственно ЭВМ и минимальный набор средств ввода-вывода данных, обеспечивающий решение задач пользователя в их ограниченном объеме. Основная единица комплекса технических средств АИС — ЭВМ. Они различаются по назначению и быстродействию. Скорость исчисляется в коротких (mips), длинных (flops) или теоретических операциях в секунду (mtops). Техническое быстродействие центрального процессора не всегда определяет свойства ЭВМ как базы АИС, особенно в многопроцессорных системах. Обычно применяются оценки обобщенной производительности ЭВМ в определенном классе задач и технологий на основании испытаний по согласованным методикам и тестам (табл. 3.1).
Таблица 3.1
Характеристика ЭВМ по производительности
Класс ЭВМ | Производительность, mips |
Супер | 1000—100 000 |
Большие | 10—1000 |
Малые | 1—100 |
Микро | 1—100 |
Однако в области создания АИС технические характеристики ЭВМ, как правило, не основной критерий их приобретения и применения. Наиболее приемлема в этой сфере универсальная классификация ЭВМ по их совокупной стоимости [39].
Приведем классификацию ЭВМ по стоимости, принятую в Германии (табл. 3.2).Таблица 3.2
Характеристика ЭВМ по стоимости
Класс | Наименование класса | Стоимость, тыс. евро |
0—1 | Микрокомпьютеры | До 15 |
2—3 | Малые системы | 15—50 |
4—5 | Средние системы | 50—250 |
6—7 | Большие системы | 250—1000 |
8—9 | Сверхбольшие системы | 1000—4000 |
10 | СуперЭВМ | Свыше 4000 |
Разумеется, вышеприведенные классификации ЭВМ достаточно условны, так как условны границы между классами, особенно с учетом быстроразвивающейся науки технологии производства ЭВМ.
ЭВМ уровня «супер» — высшее достижение технического прогресса, применяются в особо сложных и масштабных АИС. Круг заказчиков таких АИС очень узок, во всем мире насчитывается около 500 таких комплексов. Производство подобного класса ЭВМ осуществляется немногими фирмами: International Business Machines (IBM), Unisys, Control Data Corporation (CDC) и Cray Research (фирмы США), Siemens (Германия), а также японскими фирмами. Производительность этих ЭВМ давно перешагнула за миллиард операций в секунду (так называемые гигафлопные компьютеры). Разрабатываются и создаются машины, выполняющие триллионы операций в секунду — терафлопные ЭВМ. В 2000 г. фирма IBM построила компьютер ASCI White производительностью 12,3 трлн оп/сек.
Мощные ЭВМ составляют класс так называемых мэйнфреймов. В 1990-е гг. лидерство в этом классе захватила IBM с архитектурой ESA/390 (Enterprise System Architecture/390).
Эта архитектура в лице семейства машин IBM ES/9000 ориентирована на масштабные предприятия. Она способна обеспечить построение единой программноаппаратной среды для интеграции неоднородных вычислительных средств в рамках единого комплекса. На рынке мэйнфреймов с IBM соперничает другая фирма — Amdahl. Ее машины совместимы с IBM, но иногда они более мощные и менее дорогие. В сфере производства мэйнфреймов действуют также Hitachi (Япония), Comparex Information System, входящая в группу BASF, и Siemens-Nixdorf Informations- systeme (Германия). Моральное старение мэйнфреймов происходит сравнительно медленно, поэтому фирмы предлагают одновременно несколько поколений ЭВМ. В России эксплуатируются несколько моделей мэйнфреймов, например в РАО «Газпром» работает мэйнфрейм Comparex.К ЭВМ средних классов относится семейство машин IBM Application System/400 (AS/400). В настоящее время это самый популярный в мире бизнес-компьютер — около 700 тыс. комплексов. В России на этих машинах строятся АИС в банках, госструктурах и на некоторых предприятиях, хотя их распространение не столь широко. Средние машины выпускают также фирмы: SUN, DEC, MIPS, HP, Silicon Graphics и др. На базе ЭВМ среднего класса строятся серверные технологии предприятий, а также графические рабочие станции.
Основной потребитель персональных ЭВМ сфера малого бизнеса, поэтому спрос на них постоянно высокий. По рейтингу 2000 г. первое место по производству персональных ЭВМ удерживала фирма Compag — 12,5 % доли мирового рынка. Далее идут такие фирмы, как Dell, HP, IBM,NEC и Gatewey. Количество продаваемых машин исчисляется десятками миллионов. В 1997 г. в России продано 1,44 млн штук персональных ЭВМ, а доля российской сборки составила 700—800 тыс. штук.
К минимально необходимому составу ввода-вывода данных обычно относят монитор (дисплей), клавиатуру, манипулятор типа «мышь» и принтер — печатающее устройство. Дисплей — это устройство отображения информации по выполняемым операциям в ходе решения задач на ЭВМ.
Дисплеи подразделяются на символьные (алфавитно-цифровые) и графические (монохромные и цветные). Клавиатура — это устройство по вводу символьной информации в ЭВМ и команд по управлению решением задач ЭВМ. Мышь — манипулятор, представляющий собой коробочку с двумя или тремя кнопками, легко умещающуюся в ладони. Служит для выполнения операций по взаимодействию пользователя с ЭВМ.Принтеры служат для вывода информации (текст, графики, рисунки) как результата решения задач пользователя и обслуживания ЭАИС. Поскольку для функционирования ЭАИС данный вид устройства имеет принципиальное значение, то рассмотрим его более подробно. Принтеры в зависимости от принципа действия разделяются на матричные, струйные и лазерные:
• матричные ^интеры обеспечивают не самое лучшее качество печати, но цена отпечатанной ими страницы минимальна. Принцип печати матричных принтеров такова: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд иголок — сердечников электромагнитов. Когда на обмотку того или иного магнита поступает импульс тока, иголка ударяет по бумаге через красящую ленту. Эти точки и формируют изображение. В печатающей головке может быть от 9 до 48 иголок. Наилучшее качество печати имеют те принтеры, у которых иголок больше. Помимо количества иголок в печатающем узле, матричные принтеры отличаются также следующими характеристиками: шириной вывода, максимальным разрешением, скоростью печати, количеством встроенных шрифтов и т.д. Ширина вывода определяется шириной каретки, и у самых дешевых матричных принтеров она обычно не превышает 210 мм. Иными словами, эти принтеры могут печатать на листах или бумажной ленте формата А4 (210Η297 мм). Принтеры с широкой кареткой печатают на листах или ленте формата А3 (420Η97 мм), причем возможна печать и на меньших листах, листах нестандартных или побочных форматов. Существуют принтеры и с большими каретками;
• в струйных принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, которые выбрасываются на бумагу через сопла в печатающей головке.
Устройство сопел основано на пьезоэффекте, т.е. на свойстве кварцевой пластинки изгибаться при подведении к ней электрического тока. Кварцевые пластинки в печатающей головке соединены с микродозаторами, которые подают на них небольшую порцию чернил. При подаче на пластинку импульса постоянного тока она изгибается и «выстреливает» на бумагу эту каплю. Всего сопел в печатающей головке может быть от 50 до 200. Как и в матричных принтерах, печатающая головка струйного принтера движется по горизонтали, а по окончании каждой полосы бумага протягивается по вертикали. Стоимость страницы, отпечатанной на струйном принтере выше, чем на матричном. Важнейшая особенность струйной печати — возможность создания высококачественного цветного изображения. Скорость печати струйных принтеров достаточно высока, даже самый дешевый принтер печатает в черновом режиме со скоростью четыре-пять страниц в минуту;• лазерные принтеры обладают наивысшим качеством печати, близким к типографскому. В этих принтерах используется принцип ксерографии, т.е. изображение переносится с селенированного барабана, к которому электрически притягиваются частицы краски (тонера), но, в отличие от ксерокса, печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам, поступающим из ЭВМ. В зависимости от производительности и разрешающей способности лазерные принтеры можно условно разделить на несколько групп. Принтеры низшей ценовой категории обладают производительностью четыре-шесть страниц в минуту и с максимально достижимым разрешением 300 точек на дюйм. Принтеры среднего класса, которые идеально подходят для небольших и средних организаций, имеют скорость печати до 8-12 страниц в минуту и могут иметь разрешение вплоть до 600 точек на дюйм. Этого вполне достаточно для печати документов с практически типографским качеством (разрешение ризографа — 600 dpi). Месячный объем печати не должен превышать 20-30 тыс. страниц. Высокопроизводительные принтеры предназначенны для работы в локальных сетях (например, один такой принтер может обслуживать два—три отдела крупного банка).
Их производительность составляет 16—40 и более страниц в минуту при типографском качестве (вплоть до 1200 dpi). В месяц такие аппараты могут отпечатывать до 50 тыс. страниц и выше, они обладают дополнительными сервисными возможностями (сортировка, автоматическая двусторонняя печать и др.). Профессиональные принтеры имеют особо высокое качество печати при разрешении 1800 dpi и выше. Используются в типографиях при подготовке издания к печати. В эту же группу можно включить цветные лазерные принтеры, которые также могут использоваться в рекламных агентствах и при распечатке фотографий в формате Kodak CD и т.д. Большинство лазерных принтеров работают только с бумагой формата А4, но не требовательны к качеству бумаги.Дополнительные периферийные устройства ЭВМ. Эти устройства обеспечивают расширение функциональных возможностей АИС и решение расширенного состава экономических задач.
В качестве устройств ввода используются самые разные приспособления. В последние годы значительное распространение получили оптико-читающие устройства — сканеры:
• ручные сканеры — обычно самые дешевые и обладают невысокой разрешающей способностью (не более 300 dpi). Это связано прежде всего с тем, что большее разрешение недостижимо из-за неравномерного прохождения сканера над объектом, так как он проводится вручную. Ручные сканеры удобны для сканирования текста, например газет, а также несложных рисунков больших форматов;
• барабанные сканеры — применяются в основном в издательском деле, поскольку они обладают наибольшим разрешением (вращательное движение сделать более стабильным проще, чем поступательное);
• планшетный сканер — напоминает обычный ксерокс, и их иногда выполняют совмещенными;
• слайд-сканеры — могут вводить в компьютер изображения объемных предметов. Их разрешающая способность обычно очень высокая.
Музыкальная приставка дает возможность исполнять музыку с помощью компьютера. Используется при создании и реализации презентационных задач и др. Без этой приставки компьютер может выводить в каждый момент звук только одного тона.
Дигитайзер — устройство для оцифровки изображений. Позволяет преобразовать изображения в цифровую форму для обработки в ЭВМ. С помощью дигитайзера можно по точкам вводить в компьютер графики функций или чертежи с бумажного листа. Это устройство оборудовано прицельным приспособлением (лупа с перекрестием), которое оператор наводит на интересующие его точки. Если нажать кнопку на прицеле, координаты точки фиксируются. Таким способом можно ввести в компьютер характерные точки линии какой-либо функции, чтобы потом восстановить по ним сами линии. Используется в системах обработки изображений и построении графиков финансово-экономического состояния объектов.
Графический планшет — устройство для ввода контурных изображений. Используется, как правило, в САПР для ввода чертежей в компьютер. По устройству планшет незначительно отличается от дигитайзера, но координаты его прицельного приспособления — пера — фиксируются не по нажатию кнопки, а автоматически, сотни и тысячи раз в секунду. Это позволяет отслеживать самые замысловатые линии с той же точностью, что и у сканера. Новейшие планшеты реагируют и на силу нажатия пера. Можно рисовать линии разной толщины и яркости, как если бы в руках была мягкая кисточка. Причем запоминать можно не россыпь точек, а сразу линии. Упрощаются тяжелейшие задачи — распознавание рукописного текста и проверка подлинности почерка.
Видеокамера, подключенная через специальное оборудование, позволяет вводить в компьютер видеоизображение. Эта информация затем может быть использована для организации создания фильма о фирме и ее деятельности.
Световое перо — устройство, напоминающее обычную ручку, только с проводом. Данное устройство по возможностям сходно с мышью с той разницей, что мышью вы водите по столу, а световым пером — по экрану. Внутри светового пера находится специальный элемент — фотодиод, который регистрирует изменение яркости в том месте экрана, куда указывает перо.
Сенсорный экран представляет собой технологию по взаимодействию с программами, в которой инструментом, реализующим функции светового пера, становится человеческий палец. Секрет заключается в мониторе, который выполнен таким образом, что позволяет определить присутствие пальца на экране или в непосредственной близости от него. Такой способ взаимодействия имеет ряд недостатков. Разрешающая способность такой технологии невелика из-за размеров пальца, а постоянное прикосновение способствует жировому загрязнению экрана.
Трекпад (сенсорный планшет) — может реагировать не только на специальное перо, но даже на обычный палец. Такой «следящий планшет» не удобен для точных работ. Зато, жертвуя точностью, его можно сократить до размеров, приемлемых в компьютере.
Для ввода информации в виде речи в компьютер микрофон выполняет те же самые функции, что и в магнитофоне. Специальная электрическая схема (аналого-цифровой преобразователь) преобразует сигналы, поступающие от микрофона, в сигналы, пригодные как для обработки компьютером, так и для хранения на магнитных дисках.
Существует два вида систем распознования голоса. Системы первого типа относительно просты, они не преобразуют человеческий голос в текст, а всего лишь его «узнают» (отличают от сказанного другим, не вникая в смысл). Чаще всего они используются в качестве пароля для защиты отдельных данных или доступа к компьютеру. Системы второго типа намного сложнее и интеллектуальнее, так как они должны не просто преобразовывать одни сигналы в другие (аналоговые сигналы в цифровые), но и представлять звуковую информацию как в памяти компьютера, так и на экране монитора в текстовом виде. Решение данной проблемы позволит человеку общаться с компьютером наиболее естественным для него способом при помощи голоса. Однако такие системы требуют предварительной настройки на тембр голоса того человека (нескольких человек), который будет с ними работать.
В системах распознавания почерка в качестве устройств ввода могут использоваться как сканер, так и графический планшет. Помимо данных устройств в такие системы обязательно входит специальное программное обеспечение, которое позволяет преобразовать почерк в печатный текст, что удобно при необходимости ввода рукописного текста в ЭВМ.
В последнее время в устройствах ввода применяются новые технологии. В качестве примера можно привести устройства, отслеживающие положение зрачков глаз. Используя такое устройство, можно взглядом перемещать указатель по экрану. Это дает возможность использовать компьютер практически полностью парализованным людям.
Средства передачи данных и связи служат для реализации сетевой технологии и прогрессивных способов обмена информацией в АИС. К этому классу устройств относится широкий состав аппаратных средств — модемы, концентраторы, маршрутизаторы, устройства оргсвязи, линии связи и др. Модемы — специальные устройства, предназначенные для обмена информацией между компьютерами по телефонной или другой линии. Модем необходим не только для подключения к сети Интернет, но и для внутрикорпоративной связи, для локальных сетей и т.д. Факсмодем — устройство, сочетающее в себе возможности модема и факсимильного аппарата. Некоторые модемы обладают голосовыми функциями, т.е. могут заменить автоответчик. Модемы бывают внутренними (Internal) и внешними (External). Предпочтение следует отдать последним, поскольку при зависании перезагрузить внешний модем гораздо проще: его нужно просто обесточить на секунду, а затем снова включить в сеть. Чтобы перезагрузить внутренний модем, потребуется перезапуск всего компьютера. Максимальная скорость передачи данных у модемов может быть от 2400 до 115 200 бит/с. Чем больше эта скорость, тем лучше, но большинство отечественных телефонных линий могут передавать информацию со скоростью не более 28 800 бит/с, следовательно, часто высокая скорость модема не может быть реализована на практике.
Концентратор — устройство либо функциональный блок сети ЭВМ, объединяющий нагрузку нескольких входных каналов для последующей передачи данных по меньшему числу выходных каналов. Выполняет функции узла (мультиплексора) коммутации данных и их передачи по сети. Мультиплексор передачи данных — периферийное устройство, предназначенное для дистанционного подключения к ЭВМ нескольких абонентских пунктов и обеспечивающее работу с ними под управлением компьютера.
Маршрутизатор — ретрансляционная система, соединяющая две коммуникационные сети либо их части. Каждый маршрутизатор реализует протоколы физического, канального и сетевого уровней. Специальные сетевые процессы соединяют части коммутатора в единое целое. Физический, канальный и сетевой протоколы в разных сетях различны. Поэтому соединение пар коммуникационных сетей осуществляется через маршрутизаторы, которые при необходимости преобразуют указанные протоколы. Сетевые процессы обеспечивают взаимодействие соединяемых сетей.
Маршрутизатор работает с несколькими каналами, направляя в какой-нибудь из них очередной блок данных. Для этого он по адресу пришедшего блока и таблице маршрутизации определяет имя канала, в который этот блок должен быть передан. Маршрутизаторы обмениваются информацией об изменениях структуры сетей, трафике и их состоянии. Благодаря этому выбирается оптимальный маршрут следования блока данных в разных сетях — от абонентской системы-отправителя к системе- получателю. Маршрутизаторы обеспечивают также соединение административно независимых коммуникационных сетей. Архитектура маршрутизатора также используется при создании узла коммутации пакетов.
Повторитель (репитер) — ретранслятор сети ЭВМ, включаемый между двумя сегментами коаксиального кабеля и позволяющий увеличить длину магистрали сети и количество абонентов. Повторитель усиливает передаваемый сигнал в канале связи и обеспечивает тем самым большую протяженность сети между абонентами.
Сетевой адаптер — устройство сопряжения ЭВМ с линиями передачи данных, сочетающее функции мультиплексора передачи данных. Он дает возможность подключать компьютер в сеть ЭВМ. При этом пользователь может получать доступ к данным, находящимся на других компьютерах.
Обмен данными в сети АИС может осуществляться с помощью различных средств связи. Здесь применяются телефонные линии, так называемая витая пара, радиосвязь, лазерные каналы связи, оптоволоконные линии связи. В зависимости от конкретного рассмотрения их применения каждый из указанных видов связи имеет свои достоинства и недостатки. В АИС с расширенной топологией могут применяться все указанные виды связи.
В последнее время широкое распространение получили оптоволоконные линии связи на основе световодов. Световод — закрытое устройство, предназначенное для передачи сигнала в виде направленного света. Свет передается по оптическому волокну диаметром 50—70 мкм в виде прозрачной кварцевой нити. Скорость передачи данных может достигать 100—10000 Мбит/с на расстояние до нескольких сот километров без применения повторителей. В длинных оптических каналах приходится использовать оптические усилители. Оптические каналы отличаются высокой надежностью передачи и защищенностью.
Организация функционирования АИС, как правило, влечет необходимость не только создания сети ЭВМ, но и эффективной организационной связи. Для этого используется широкий спектр связи между подразделениями и исполнителями, ответственными за эксплуатацию АИС. Это могут быть телефонные средства связи, городские и учрежденческие АТС и коммутаторы, средства сотовой связи и др.
В АИС с расширенными функциями широко применяются средства копирования, тиражирования и хранения массивов информации. В контуре функционирования АИС выполняется довольно значительный объем копировально-множительных работ. Копированию и тиражированию подвергаются бумажные документы, файлы и БД на машинных носителях и др. Для выполнения копировально-множительных работ применяется широкий спектр специальных устройств, в частности ксероксы и ризографы. В последние годы наиболее широкое применение получили ризографы. Существуют тиражи документов, которые слишком велики для ксероксов и слишком малы для типографий. Ризографы применяются именно в таких случаях. Ризограф — это скоростной множительный аппарат, сочетающий в себе преимущества традиционной трафаретной печати с достижениями современной цифровой электроники. В контуре с ЭВМ ризограф превращается в мини-типографию. С точки зрения пользователя процесс тиражирования на ризографе очень прост. Оригинал документа помещается в сканер и через несколько секунд появляется контрольный оттиск. Далее печатается весь необходимый тираж со скоростью 60—130 копий в минуту. Разрешающая способность при сканировании и печати составляет 400 точек на дюйм.
Копирование файлов и БД производится для создания страхового архива, передачи пользователю, обслуживания абонентов, товарной реализации и др. Для этого применяется широкий спектр носителей информации.
Стример представляет собой кассету с магнитной лентой, аналогичную обычным магнитофонным аудиокассетам, однако лента в нем достаточно высокого качества. Применяется только для архивного хранения информации, поскольку имеет значительное время доступа, что делает его непригодным для оперативной работы.
В последние годы широкое распространение получил очень удобный формат записи информации — impact Disc (компакт-диск, или CD). Большинство CD имеют емкость 650 Мб (некоторые — 700 Мб) и могут быть использованы как высококачественные носители аудиозаписей (формат Compact Disk Digital Audio), видеозаписей (Video CD) или компьютерной информации (CD-ROM, или Compact Disc Read Only Мємогу, т.е. компакт-диск только для чтения). Все эти форматы могут быть считаны компьютерным проигрывателем компакт-дисков.
Информация записывается оптическим способом при помощи лазерного луча. В простейшем случае луч лазера буквально выжигает в алюминиевой фольге небольшие углубления — питы (от англ. pit — выступ). При считывании лазерным лучом меньшей мощности пучок света, попав на пит, отражается и попадает на фотоприемник, на выходе которого появится импульс напряжения (логическая единица). Если же луч попадает на другое место диска, на котором рекордер не оставил отметку, он рассеивается, и на фотоприемник не попадает практически ничего.
Обычный CD — CD-R — применим только в качестве архивного носителя, так как перезаписать на него информацию невозможно. Дальнейшим развитием технологии записи CD-R, сближающим эту технологию по сфере применения с магнитооптикой, стали перезаписываемые компакт-диски (CD-RW). Несмотря на более высокую стоимость устройства записи и самого диска, возможность осуществлять перезапись информации (до 1 тыс. перезаписей диска) может быть значительным преимуществом. Устройства записи (CD-RеWritеr) позволяют записывать как перезаписываемые диски CD-RW, на которых можно хранить, например, документы временного срока хранения, так и обычные CD-R с одноразовой записью, наиболее подходящие для документов постоянного хранения. Отметим, что в целях повышения скорости доступа к данным приводы CD-ROM имеют скорости вращения диска во много раз больше, чем обычные СD-проигрыватели для музыкальных дисков.
3.2.3.
Еще по теме Подсистема «Техническое обеспечение АИС»:
- Подсистема «Информационное обеспечение АИС»
- Подсистема «Программно-математическое обеспечение АИС»
- Подсистема «Организационно-правовое обеспечение»
- Особенности информационного обеспечения АИС налоговых органов
- 3.2 Формирование подсистемы бюджетирования как основы планирования затрат на обеспечение качества продукции
- 4.2. Материально-техническое обеспечение PR, оргтехника
- 3.3 Организационно-техническое обеспечение компьютерной безопасности
- 12.2. Анализ обеспеченности предприятия материально-техническими ресурсами
- 9.4 Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплины
- Глава 33. Статистическое обеспечение современной научно-технической политики
- Тема12:Материально-техническое обеспечение (МТБ) товарных бирж.
- 3. Направления обеспечения безопасности 3.1. Безопасность технических средств
- 10.1.Общее понятие и критерии оценки научно - технического потенциала. Расходы на НИОКР. Современные тенденции научно - технического прогресса. Научно - технический потенциал как основа экономического роста.
- Технические меры нетарифного ограничения и виды технических барьеров
- 3. Зрелость индустриально-технической революции. Технический переворот в промышленности
- 21.1. Выбор оптимального варианта складской подсистемы логистической системы
- 3. Зрелость аграрно-технической революции. Технический переворот в земледелии
- Построение и внедрение АИС